Многозонный выпрямительно-инверторный преобразователь

 

Использование: электропривод электроподвижного состава железнодорожного транспорта. Сущность изобретения: уменьшение числа вентильных плеч за счет соответствующего соединения составных элементов преобразователя при одновременном упрощении органа управления. В частности, число одиночных вентильных плеч выбрано кратным количеству выводов несекционированной вторичной обмотки. Обеспечивается снижение единичной стоимости устройства, уменьшаются расходы на его обслуживание и ремонт. 3 ил

СО 03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg)g В 60 (9/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4464862/11 (22) 19.07.88 (46) 07.11.92. Бюл. N 41 (71) Омский институт инженеров железнодорожного транспорта. (72) В.Н.Лисунов, В.О.Мельк, А.Я.Кульбякин и А,В,Раздобаров (56) Авторское свидетельство СССР

N. 385770, кл, В 60 9/12, 1973. (54) МНОГОЗОННЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬНОИНВЕРТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике, разделу электрического транспорта и и редназначе но для испол ьзования, и реимущественно, на электроподвижном составе железных дорог переменного тока, Известен многозонный вентильный преобразователь с плавным регулированием выпрямленного напряжения по авт,св, М

385770, в котором используется зонно-фазовое регулирование выпрямленного напряжения, при этом зоны образуют секции вторичной обмотки трансформатора при соотношении напряжений 1:1:2 с выпрямительными мостами. соединенными последовательно-параллельно, Недостатком таких преобразователей является многоэлементность v. сложность устройства. что снижает надежность его работы и повышает стоимость преобразователя.

Цель изобретения — повышение надежности.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема многозонного преобразователя; на фиг.2 и 3 — временные диаграммы его работы, отражающие характер изменения напряжений и токов в различных

„,5U „„1773754А 1 (57) Использование: электропривод электроподвижного состава железнодорожного транспорта. Сущность изобретения: уменьшение числа вентильных плеч за счет соответствующего соединения составных элементов преобразователя при одновременном упрощении органа управления, В частности, число одиночных вентильных плеч выбрано кратным количеству выводов несекционированной вторичной обмотки.

Обеспечивается снижение единичной стоимости устройства, уменьшаются расходы на его обслуживание и ремонт; 3 ил. элементах схемы соответственно в тяговом, З и инверторном режимах его работы. г

Многозонный преобразователь содержит управляемые вентильные плачи 1 — 7, трансформатор 8 с первичной 9, с секционированной 10, 11 и несекционированной 12 вторичными обмотками и цепь нагрузки 13, состоящую из сглаживающего реактора 14, якоря двигателя постоянного Япульсирующего) тока 15, обмотки возбуждения 16. К объединенным одноименным электродам анодной группы вентильных плеч 1-3 и ка- 3 тодной группы вентильных плеч 6-7 подклю- (.П чена нагрузка 13. Начало, конец и средний фь вывод секционированной вторичной обмотки подклнгнаны к катодам аноднои группы ) а плеч 1 — 3, выводы несекционированной об-! мотки — к анодам 6 и 7 катодной группы плеч.

Одиночные вентильные плечи 4, 5 анодами подключены к началу и концу секционированной вторичной обмотки трансформатора. а катодами соответственно к <онцу и началу несекционированной обмотки.

На фиг.2 и 3 приняты следующие обозначения;

1773754 ния секций 10, 11 к нагрузке прикладывается напряжение обмотки 12, Алгоритм синхронного перехода между II u III зонами регулирования в режимах. выпрямления и инвертирования приведен в таблице (х— тиристорное плечо открыто).

На третьей зоне регулирования в один полупериод при открытых вентильных плечах 3, 4, 7 и фазовом управлении плечом 2 к выпрямленному напряжению обмотки 12 добавляется плавно напряжение секции 11.

В конце полупериода коммутируют вентильные плечи 1 с 2, а при смене полярности питающего напряжения — плечи 5 с 4, затем

6 с 7, а фазовое управление осуществляется вентильным плечом 2, то есть во второй полупериод к выпрямленному напряжению обмотки 12 добавляется плавно напряжение секции 10, В конце полупериода коммутирует вентильное плечо 3 с 2. Таким образом, на третьей зоне регулирования напряжение на нагрузке изменяется от 0,5 до 0,75 полного.

На четвертой зоне при полностью открытых вентильных плечах 2, 4, 7 и фазовом управлении плечом 1 (nn второй полупериод соответственно при открытых вентильных плечах 2, 5, 6 и фазовом управлении плечом

3) напряжение на нагрузке изменяется от

0,75 полного значения до полного, Алгоритм работы преобразователя в режиме инвертирования аналогичен режиму выпрямления, Отличие заключается в том, что соответствующие вентильные плечи открыты в основном в непроводящем полупериоде, Формы напря>кения инвертора по зонам регулирования с указанием номеров открытых вентильных плеч приведены на фиг.3.

Предлагаемый преобразователь в сравнении с известным проще по устройству при сохранении всех рабочих параметров (диапазон регулирования напряжения, количество зон и т.п.), Упрощение устройства повышает надежность его в работе при использовании вентилей с равноценными показателями наработки на отказ, упрощается обслуживание, снижаются трудозатраты и эксплуатационные расходы.

Uy — напряжение вторичных обмоток трансформатора:

171 — 177 — импульсы тока по вентильным плечам 1 — 7;

Ов, 1.1инв — напряжение на нагрузке в 5 выпрямительном и инверторном режимах, Цифрами обозначены номера открытых вен-. тильных плеч, согласно фиг,1.

Преобразователь в выпрямительном режиме работает следующим образом 10 (см.фиг.2).

На первой зоне регулирования при открытии вентильных плеч 2, 4, 6 (полярность напря>кения на вторичных обмотках такова, что под действием приложенного напря>ке- 15 ния ток протекает от начала обмоток к концу) в конце полупериода открываются вентильное плечо 1, коммутирующее 2, и плечо 7, коммутирующее с 6. При смене полярности напряжения на вторичных об- 20 мотках трансформатора открытием вентильного плеча 5 запирается плечо 4 и создается буферный контур для протекания тока нагрузки по вентильным плечам 1, 5 и

7. Фазовое управление осуществляется 25 вентильным плечом 2. В конце полупериода коммутируют вентильные плечи 3 с 2 и б с 7, а при смене полярности питающего напряжения коммутирует плечо 4 с 5. В данном полупериоде буферный контур создается 30 вентильными плечами 3, 4 и 6, а фазовое управление осуществляется плечом 2, Таким образом, на первой зоне регулирования напряжение на нагрузке изменяется плавно от 0 до 0,25 полного, при этом ток нагрузки 35 в один полупериод протекает по секции 11, а в другой — по секции 10 вторичной обмотки . трансформатора.

На второй зоне при полном открытии вентильных плеч 2, 4 и б и фазовом регули- 40 ровании плечом 1 к выпрямленному напряжению секции 11 плавно добавляется напряжение секции 10. В другой полупериод при полном открытии вентильных плеч 2, 5, 7 и фазовом регулировании плечом 3 к 45 напряжению секции 10 добавляется плавно напряжение секции 11. В конце первого полупериода осуществляется коммутация с плеча 6 на 7, в конце другого — с плеча 7 на

6. Таким образом, на второй зоне регулиро- 50

"вания напряжение на нагрузке изменяется плавно от О.?5 до 0,5 полного, При полностью открытых вентилях 1, 4, 6 (соответственно 3, 5, 7 в другой полупериод) осуществляется синхронный переход с 55 секций 10, 11 на несекционированную обмотку 12 по принципу, аналогичному синхронному переходу со il на III зону регулирования на электровозах ВЛВОР, ВЛ85, то есть вместо суммарного напряжеФормула изобретения.

Ыногозонный выпрямительно-инверторный преобразователь, содержащий трансформатор с секционированной и несекционированной вторичными обмотками, одиночные и облединенные одноименными электродами в анодную и катодную группы управляемые вентильные плечи, выводы секционированной вторичной обмотки сое1773754

Алгоритм синхронного перехода между II и 1И зонами регулирования динены с катодами соответствующих вентильных плеч анодной группы, а выводы несекционированной вторичной обмотки — c соответствующими анодами вентильных плеч катодной группы, катоднэя и анодная 5 группы вентилей соединены последовательно через выводы для подключения нагрузки, отл ич а ющи йся тем,что, с целью повышения надежности, числа одиночных вентильных плеч выбрано кратным количе- 10 ству выводов несекционированной вторичной обмотки, при этом одиночные вентильные плечи анодами подключены к выводам секционированной вторичной обмотки, а катодами — к выводам несекционированной вторичной обмотки так, что через одиночные вентильные плечи начало секционированной вторичной обмотки соединено с концом несекционированной вторичной обмотки, а конец секционированной — с началом несекционированной вторичной обмотки, 1773754

Vg (Кжню) 1773754 (» лил) (ir ща) Редактор T.Ôåäîòàâ

Заказ 3899 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 иихф (й яма) о„„ (2 зла

Составитель В,Мельк

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор у.шмакова