Выпрямительно-инверторный преобразователь

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на железнодорожном подвижном составе в качестве главного преобразователя для питания силовых тяговых двигателей LJ электровозов Цель изобретения - повышение надежности,, Устройство состоит из силового трансформатора 1, вторичная обмотка выполнена секционированной и соединена с входом переменного тока многосекционного выпрямительлого моста 2а К внешним выводам вторичной обмотки трансформатора подключена цепь из конденсатора 4 и тиристорного ключа 5, вход управления которого через генератор 10 импульсов и транзисторный ключ 9 соединен с выходок блока логики И 8„ Входы блока логики соединены г. выходами нуль-органа 7 и датчиков постоянного 11 и переменного 12 напряжений блока питания „ Вход нуль-органа 7 через датчик 6 напряжения соединен с тиристорным ключом 5„ Указанное выполнение устройства обеспечивает безударное включение тиристорного ключа на заряженный компенсирующий конденсатор 4, что повышает надежность работы устройства как в нормальном, так и в аварийном режимах, 2 ил„ Ј (Л 05 ел со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (я) s

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н A ВТОРСНОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П НТ СССР (21) 4669480/07 (22} 30.03.89 (46) 30.05.91. Бюл. К 20 (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт силовой полупроводниковой техники (72) Б,Н. Тихменев, В.А. Кучумов, Б.К. Бурбасов, С.Н. Ивановичев и И.М. Ерофеев (53) 621.314.1(088.8)

{56} Тихменев Б.U. и др. Электровозы переменного тока с тиристорными преобразователями. — M. Транспорт, 1988, с. 37-45, рис. 18.

Патент ФРГ К- 1800209, кл. 20 1 4/01. 1976. (54) ВЪ|ПРЯМИТЕЛЬНО-KiBEPTOPHbIA ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на железнодорожном подвижном составе в качестве главного преобразователя для питания силовых тяговых двигателей

„.Я0„„1653102 электровозов. Цель изобретения — гговышение надежности. Устройство состоит из силового трансформатора 1, вторичная обмотка выполнена секционированной и соединена с входом переменного тока многосекционного выпрямительного моста 2. К внешним выводам вторичной обмотки трансформатора подключена цепь из конденсатора 4 и тиристорного ключа 5, вход управления которого через генератор 10 импульсов и транзисторный ключ 9 соединен с выходом блока логикч И 8. Входы блока логики соединены с выходами нуль-органа 7 и датчиков постоянного 11 и .переменного 12 напряжений блока пи- а тания„ Вход нуль-органа 7 через датчик б напряжения соединен с тиристорным ключом 5. Указанное выполнение устройства обеспечивает безударное С включение тиристорного ключа на заряженный компенсируюций конденсатор 4, 2 что повышает надежность работы устройства как в нормальном, так и в авары- ном режимах. 2 ил.

СЛ

1б53102

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на железнодорожном годвижном составе в качестве главного преобразователя для питания силовых тяговых двигателей электровозов.

Цель изобретения — повь1шение надежности.

На фиг. 1 представлена функциональ- 0 ная схема выпрямительно-инверторного преобразователя; на фиг. 2 — временные диаграммы напряжений.

Выпрямительно-инвер горный преобразователь состоит из силового транс- 15 форматора 1 с и секциями вторичной обмотки, выводы которых подключены к входам переменного тока. многосекционного выпрямительного моста 2, к выходам постоянного тока 20 которого подключена нагрузка 3. К внешним выводам секционированной вторичной обмотки силового трансформатора 1 подключена цепь из последова.тельно соединенных компенсирующего 25 конденсатора 4 и тиристорного ключа

5, представляющего собой группу встречно-параллельно соединенных тиристоров. К тиристорному ключу 5 подключен своим входом датчик 6 напря- щ жЕНИЯ тИРИСтОРНОГО КЛ1оЧа., a СВОИМ выходом — к. входу нуль-органа 7, выход которого подкл1эчен к Одному из входов блока логики И 8, выход которого подкл1очен к входу транзисторно35 го ключа 9, выход которого подключен к входу генератора 10 импульсов, выходом подключенного к входу управления тиристорного ключа 5, к двум другим входам блока логики И 8 подключены выходы датчиков постоянного 11 и переменного 12 напряжений блока питания„

Выпрямительно — чпверторный преобразователь работает следующим образом.

В качестве основных э.!ементов пре-: образователя использу1отся силовой трансформатор 1, число секций вторичной обмотки которого зависит от выбранной схемы вь1пря! !лег!!!я, многосекционньп! (или однос в! кцнонпе>п1 мост Г р с" ца) выпрямительный мост 2, схема которого может быть различной и определяется числом зон регулирования выходного напряжения,, и нагрузка . 3, в

5 качестве которой и:спользуется тяговый двигатель и сглаж!лва1ощий реактор электровоза.

Для компенсации реактивной мощности, потребляемой из контактной сети, на вход выпрямительного моста 2 подключен компенсирующий конденсатор

4, для включения и отключения которого последовательно с ним подключен тиристорный ключ 5, представляющий собой грут!пу встречно-параллельно соединенных тиристоров.

Для нормальной безаварийной работы преобразователя необходимо, чтобы тиристорный ключ 5 включался только в момент равенства мгновенных значений напряжений на внешних выводах вторичной обмотки силового трансформатора 1 и компенсирующем конденсаторе 4.

В предлагаемом преобразователе нет необходимости в высоковольтных датчиках слежения за этими напряжениями, узле сравнения этих напряжений, блоке гальванической развязки и т.д.

Датчик 6 напряжения тиристорного ключа контролирует напряжение на тиристорном ключе 5 и передает сигнал на нуль-орган 7, который вырабатывает им11ульс з момент, когда напряжение на тиристорном ключе 5 равно нулю что

У соответствует моменту равенства мгновенных значений напряжений на внешних выводах вторичной обмотки силового трансформатора 1 и компенсирующего конденсатора 4„

В интервале 0 — „(фиг. 2) на вторичной обмотке силового трансформатора 1 присутствует напряжение (U ), на компенсирующем конденсаторе 4 напряжение Щ) равно нулю, так как не включен тиристорный ключ 5, к которому приложено все напряжение (U ) вто5 ричной обмотки силового трансформатора 1. В произвольный момент времени из кабины машиниста включается схема, датчики постоянного 11 и переменного 12 напряжений блока литания выдают сигналь! о наличии установившихся значений напряжений блока питания (Б и 6 ) на соответствующие входы блока логики И 8. В момент С, когда U < =- О, нуль-орган 7 выдает импульс Б7 на третий вход блока логики И 8, который срабатывает и выдает разрешение на транзисторный ключ 9, который включает генератор 10 импульсов, вк!ночающий тиристорный кл1оч 5„

В процессе движения электровоза может произойти кратковременн1!й отрыв пантотрафа от контактного провода с последующим его касанием. Догустим.

) 1653102 в произвольный момент С, соответствующий по фазе амплитудйому значению напряжения Ur вторичной обмотки силового трансформатора 1, произошел отрыв пантографа от контактного проS вода. В этот момент t компенсирующий конденсатор 4 заряжен до амплитудного значения Uy = U, которое прикладывается к закрывающемуся в этот момент 1 тиристорному ключу 5 (U ), так как датчики постоянного 11 и переменного

12 напряжений блока питания вьщают запрет на входы блока логики И 8 (Urr и U„ ) cHI Her KoToporo rro цепи 15 транзисторный ключ 8 — генератор 10 импульсов, прекращает подачу импульсов на вход управления тиристорного ключа 5.„

В произвольный момент t пантограф 20 электровоза вновь касается контактного провода. К этому моменту компенсирующий конденсатор 4 из"за утечек разряжается незначительно, в результате напряжение на тиристорном ключе 25

5 (U<) после момента tq изменяется от нуля до двойного амплитудного значения напряжения вторичной обмотки силового трансформатора 1.

По мере медленного разряда компен- 30 сирующего конденсатора 4 кривая напряжения на тиристорном ключе 5 (U ) пересекает нулевой уровень (момент .), нуль-орган 7 выдает импульс на вход блока логики И 8„ Однако тирис35 торный ключ 5 в момент t@ не включается, так как датчики постоянного 11 и переменного 12 налряжений блока питания выдают сигналы на входы блока логики И 8 о наличии установившихся 40 значений напряжений блока питания лишь в момент t . Эта информация очень важна дня формирования полноценных по амплитуде импульсов управления тиристорным ключом 5 и имеет большое 41 значение при групповом включении тиристоров. !

В момент t> кривая напряжения на тиристорном ключе 5 (U ) снова пересекает нулевой уровень, нуль-орган 7 выдает импульс на третий вход блока логики И 8, который срабатывает и. выдает разрешение по цепи: транзисторный ключ 9 — генератор 10 импульсов, на открытие тиристорного ключа 5.

Таким образом, обеспечивается б .— ударное включение тиристорного ключа

5 на заряженный компенсирующий конденсатор 4.

Применение предлагаемого выпрямительно-инверторного преобразователя в магистральных электровозах позволяет обеспечить надежность работы тиристорного ключа и преобразователя в целом как в нормальном, так и в аварийном (обрыв и повторное касание пантаграфа электровоза контактного провода) режимах.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Выпрямительно-иннерторный преобразователь, содержащ ш силовой трансформатор, первичная обмотка которого соецинена с входными выводами для подключения питающей сети, а вторичная выполнена с п-секциями, соединенньпчи с входом переменного тока многосекционного выпрямительного моста, выход постоянного тока которого соединен с выходными выводами для подключения нагрузки, а также цепь из последовательно соединенных компенсирующего конденсатора и тиристорного ключа, подключенную к внешним выводам секционированной вторичной обмотки силового трансформатора, и систему управления тиристорным ключом с блоком питания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него додолнительно введены датчик напряжения тиристорного ключа, нуль-орган, блок логики И, транзисторный ключ, генератор импульсов, а также датчики постоянного и переменного напряжений блока питания, причем датчик напряжения тиристорного ключа подключен входом к тиристорному ключу, а выходом †к вхо нуль-органа выход которого соединен с одним из входов блока логики И, выходом соединенного с входом транзисторного ключа, выход которого подключен к входу генератора импульсов, выходом соединенного с входом управления тиристорного ключа, а и двум другим входам блока логики И подключены выходы датчиков соответственно постоянного и переменного напряжений блока питания.

1653102

Составитель Т. Добровольскис

Редактор Л.Пчолинская Техред Л.Олийнык Корректор М.Самборская

Заказ 1778 Тираж 399 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. ужгород, ул. Гагарина, 101