Автономный инвертор тока

 

Использование тиристорные преобразователи.частоты, предназначенные для питания асинхронных тяговых двигателей (АТД) электропоездов постоянного и переменного тока а также для питания АТД общепромышленных механизмов Сущность изобретения устройство содержит трехфазный мост главных тиристоров 9 14 п трех фазный мост распределительных диодов 18-23 Коммутирующий трансформатор выполнен с двумя первичными обмотками 24 25 и одной вторичной обмоткой 26 Коммутирующие тиристоры 29 30 через коммутирующую LC-цепь, состоящую из последовательно включенных реактора 31 и коммутирующего конденсатора 32, соединены с двумя перезарядными тиристорами 34, 33 Параметры контура коммутации выбираются из условия обеспечения восстановления вентильных свойств главных тиристоров при минимальной величине обратного напряжения 3 ил. сл с

СОГОЗ COHE: ТСКИХ

C0i jMA, IVI<: ТИЧЕ СКИХ

РеспуБлик (sl)5 Н 02 M 7/515

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вЂ” - ...

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

М

1СР

1С)

1с» (21) 4802305/07 (22) 14.03.90 (46) 30.08.92. Бюл. N 32 (71) Центр научно-технического творчества молодежи "Прогресс" (72) Г.Н.Коваливкер, Г.В.Кузина, l0.M.Èíüков, А.M.Ñîëîäóíîâ и В.В.Литовченко (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1279035, кл. Н 02 М 7/515, 1985, Авторское свидетельство ¹ 1683157, кл. Н 02 М 7/515. 1989. (54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР ТОКА (57) Использование: тиристорные преобразователи частоты, предназначенные для питания асинхронных тяговых двигателей (АТД) электропоездов постоянного и переменного тока. а также для питания АТД об„„SU „„1758810 А1 щепромышленных механизмов. Сущность изобретения: устройство содержит трехфазный мост главных тиристоров 9-14 i) трехфазный мост распределительных диодов

18-23. Коммутирующий трансформатор выполнен с двумя первичными обл1откал1и 24, 25 и одной вторичной обмоткой 26. Коммутирующие тиристоры 29, 30 через ког)мутирующую LC-цепь, состоящую из последовательно включенных реактора 31 и кол1мутирующего конденсатора 32, соединены с двумя перезарядными тиристорал1и

34, ЗЗ. Параметры контура коммутации выбираются из условия обеспечения восстановления вентильных свойств главных тиристоров при минимальной величине обратного напряжения. 3 ил.

1758810

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в тиристорных преобразователях частоты, предназначенных для питания асинхронных тяговых двигателей (АТД) электропоездов. постоянного и переменного тока. а также для литания ЛТД общепро- мышленных механизмов.

Целью изобретения является повышение надежности путем снижения коммутационных напряжений в процессе восстановления вентильных свойств.

На фиг.1 дана принципиальная схема силовых цепей автономного инвертора TG ка; на фиг.2 — диаграмма импульсов управления (Оу), поясняющая принцип действия устройства и процесс преобразования постоянного напряжения в трехфазное переменное; на фиг.3 — диаграммы токов (I) и напряжений (U), поясняющие принцип действия и электромагнитные процессы, происходящие в устройстве.

Автономный инвертор тока (фиг.1) содержит шины 1 и 2 для подсоединения к источнику питания 3, сглаживающий реактор 4, подсоединенный к шине 1 источника питания, однофазный мост возвратных диодов 5-8, выводами постоянного тока подключенный к источнику питания, трехфазный мост главных тиристоров 9-14, выводами постоянного тока подключенный к шине 2 и через сглаживающий реактор 4 к шине 1 источника питания 3, а выводами переменного тока, подключенными к трехфазной нагрузке 15-17, трехфазный мост распределительных диодов 18-23, выводами переменного тока подсоединенный к выводам переменного тока трехфазного моста главных тиристоров, коммутирующий трансформатор с двумя первичными обмотками 24 и 25 и одной вторичной обмоткой

26, обмотка 26 включена в диагональ переменного тока моста возвратных диодов, Трехфазный мост распределительных диодов анодами 18-20 через первичную обмотку 24 и ускорительный тиристор 27 и катодами диодов 21-23 через вторичную обмотку 25 и ускорительный тиристор 28 подключен к выводам постоянного тока трехфазного моста главных тиристоров. Два коммутирующих тиристора 29 и 30 подсоединены одним анодом и катодом соответственно к катодам и анодам трехфазного моста распределительных тиристоров, а другими катодом и анодом к коммутирующей LC-цепи, состоящей из последовательно включенных реактора 31 и коммутирующего конденсатора 32. Два перезарядных тиристора 33 и 34, подсоединенных одними анодом и катодом соответственно к анодам и катодам трехфазного моста главных тиристоров. а другиMvI анодом и катодом соединяются между собой и с другим выводом коммутирующей

LC-цепи. Блок управления 35, подсоединенный выходными выводами к управляющим входам тиристоров 9-14, 27 — 30, 33, 34.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что согласно диаграмме на фиг.2 на интервале времени t< — ti включены тиристоры 11 и 13, вследствие чего ток нагрузки протекает от плюса источника питания 3 через 4 по цепи 11 и 17 (фаза С), 16 фаза В), 13. шина 2, минус источника питания 3. При этом конденсатор 32 заряжен полярностью напряжения, указанной на фиг.1, В момент времени t согласно диаграмме фиг.2 включают тиристоры 29, 27 и

33, вследствие чего конденсатор 32 перезаряжается по контуру 32. 31, 29, 20, 11 и 33, и ток в тиристоре 11 уменьшается до нуля фи r.3).

В момент выключения тиристора l1 ток нагрузки фазы С(17) замыкается по цепи: 3,, 33, 32, 31, 29, 20, 17. 16 и 13 шина 2. минус источника питания 3, вследствие чего коненсатор 32 перезаряжается током нагрузки, При этом избыточный ток перезаряда конденсатора 32 (фиг.3) замыкается по цепи: 32, 31, 29, 27, 33, 32, в результате чего на время восстановления вентильных свойств к тиристору 11 прикладывается напряжение первичной обмотки коммутирующего трансформатора 24; плюс 24 через диод 20 к катоду тиристора 11, минус через включенный тиристор 27 к аноду 11. Принцип действия коммутирующего трансформатора заключается в следующем. При включении коммутирующих тиристоров по первичной обмотке трансформатора протекает нарастающий ток IK, равный (фиг,3) разности токов!к и Ia.

При нарастании тока!к в сердечнике трансформатора возникает нарастающий магнитный поток Фк, а s первичной обмотке трансформатора возникает ЗДС (I >), направенная навстречу току. Соответственно во вторичной обмотке коммутирующего трансформатора наводится ЗДС (Ig) противопоожного знака, которая по абсолютному значению не превышает напряжение источника питания 3, поэтому I< остается постоянной и отличается от (2 в Ктр раз. Ток во вторичной обмотке (Ig) меньше тока к также в К» раз и повторяет ток первичной обмотки по форме. При этом К» выбирается из условия равенства It = UR, требуемому по характеристикам для восстановления тиристоров.

10 I5 (20 (25

Э л

50 л

1758810

В момент достижения током 1, тока нагрузки 1 (фиг,4) тиристор 27 выклк)чается и если напряжение на конденсаторе 32 ниже, чем напряжение источника питания 3, то он дозаряжается током нагрузки до напряже- 5 ния U = Озпо цепи; 3. 4,33,32,31,29,20, 17, 16, 13 и 3. При достижении в момент времени 1з на конденсаторе 32 напряжения Оз тиристор 33 начинает выключаться, вследствие чего начинается процесс спада тока в 10 фазе С и нарастания в фазе А, так как на вход тиристора 9 подан управляющий импульс. На интервале времени (з-t< ток в фазе С спадает до нуля и конденсатор 32 заряжается до напряжения, превышающего 15 входное напряжение источника питания 3, В очередной момент коммутации (момент времени t5) включается перезарядный тиристор 30, ускорительный 29 и коммутирующий 34, 20

Электромагнитные процессы в контуре коммутации аналогичны рассмотренным ранее.

Первоначальный заряд коммутирующего конденсатора до напряжения любой по- 25 лярности можно осуществить от отдельного источника зарядного напряжения или от источника питания 3 путем включения перезарядного коммутирующего и главного тиристоров. Например, для заряда конден- 30 сатора в исходную полярность, указанную на фиг.1, включают тиристоры 9, 30 и 34, вследствие чего конденсатор заряжается по контуру: 3, 4. 9, 21, 30, 31, 32, 34, 3.

В зависимости от задания выходной ча- 35 стоты преобразователя и тока нагрузки напряжение источника питания может изменяться s диапазоне один к трем, вследствие чего величина обратного напряжения, прикладываемого к тиристорам в процессе 40 восстановления вентильных свойств, может также изменяться в этом диапазоне.

Параметры контура коммутации выбираются из условия обеспечение восстановления вентильных свойств главных 45 тиристоров при минимальной величине обратного напряжения. Источник питания Е„ выполняется в виде регулируемо о выпрямителя с конденсатором небольшой емкости на выходе, к выводам которого подключены выводы возвратного диодного моста.

Формула изобретения

Автономный инвертор тока, содержащий трехфазные мосты главных тиристоров и распределительных диодов, обьединенных между собой выводами переменного тока, подключенными к выходным выводам, а выводами постоянного тока трехфазный мост главных тиристоров подсоединен через сглаживающий реактор к шинам для подключения источника питания, коммутирующую LC-цепь, состоящую из последовательно соединенных конденсатора и реактора, два коммутирующих тиристора, подключенных одними катодом и анодом соответственно к анодам и катодам трехфазного моста распределительных диодов, а другими анодом и катодом соединенных между собой с одним выводом коммутирующей LC-цепи, два ускорительных тиристора, подключенных одними катодом и анодом соответственно к анодам и катодам трехфазного моста главных тиристоров, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности путем снижения коммутационных напряжений в процессе восстановления вентильных свойств тиристоров, дополнительно введены однофазный мост возвратных диодов, выводами постоянного тока подсоединенный к шинам для подключения источника питания, и коммутирующий трансформатор с двумя первичными и одной вторичной обмотками, при этом вторичная обмотка включена в диагональ переменного тока моста возвратных диодов, а первичные обмотки одними соответствующими выводами подсоединены к анодам и катодам трехфазного моста распределительных диодов и другими выводами — к аноду и катоду ускорительных тиристорав, 1758810

Составитель Г. Коваливкер

Техред М,Моргентал Корректор И.Шулла

Р еда кто р fO. Середа

Заказ 3009 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственно о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательски11 комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101