Автономный инвертор тока
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„Я2„„1803957 А2
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ленных механизмов. Сущность изобретения: устройство содержит подсоединенный к шинам питания (1, 2) сглаживающий реактор 4, соединенный с перезарядными тиристорами (5, 6) и главным тиристорным мостом (43 — 48). Демпферные цепи (7 — 12, 17 — 22, 31 — 36) шунтируют тиристоры (5, 6, 15, 16, 30, 31). Дополнительные цепи пз диодов (23, 27), резисторов (25, 28) и конденсаторов (24, 26) подключены к трехфазному диодному распределительному мосту (3742). Конденсаторы (24, 26) позволяют образовать контур для вывода избыточной энергии коммутирующего реактора, обусловленной током обратного восстановления тиристора, образующимся в процессе коммутации. 4 ил. СО О (л) О (Л ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1758809 (21) 4932744/07 (22) 11,03,91 (46) 23.03.93. Бюл. М 11 (7 1) Центр научно-технического творчества молодежи "Прогресс", Новосибирский филиал Международного коммерческого союза (72). Г.Н,Коваливкер, Ю,M.Èíüêîâ, М,С.Сабирзянов, А.М,Солодунов и А.Б,Немировский (56) Авторское свидетельство СССР М 1758809, кл, Н 02 М 7/515, 1990. (54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР ТОКА (57) Использование; в тиристорных преобразователях частоты для управления асинхронными тяговыми двигателями, а также асинхронными двигателями общепромышНИЯ,"„" " а; Ф 1803957 113, 14= I d+I гг. Изобретение относится к преобразовател ьной технике и может быть использовано в тиристорных преобразователях частоты, предназначенных для питания асинхронных тяговых двигателей (АТД) электропоездов постоянного и переменного тока, а также для питания АТД общепромышленных механизмов. Целью изобретения является повышение надежности путем снижения коммутационных перенапряжений. На фиг. 1 дана принципиальная схема силовых цепей автономного инвертора тока; на фиг, 2 — диаграмма управляющих импульсов автономного инвертора тока; на фиг. 3 — диаграммы токов и напряжений, поясняющие принцип действия и электромагнитные процессы, происходящие в устройстве;; на фиг. 4 — выкопировки из осциллограмм в предлагаемом устройстве и в устройстве-прототипе. Автономный инвертор тока на фиг, 1 содержит шины постоянного тока 1, 2 для подключения источника питания 3, сглаживающий реактор 4 к шинам 1, 2, демпфирующие цепи 7 — 12, состоящие из включенных встречна-последовательно диодов 7, 8 и 10, 11, подсоединенных параллельно тиристорам 5, 6, и конденсаторов 9 и 12, которые подсоединяются одними выводами к общим выводам диодов 7 и 8, 10 и 11, и другими выводами — к анодам тиристоров 5 и б; коммутирующую IС-цепь 13, 14, подсоединенную к общим выводам перезарядных тиристоров; последовательно соединенные коммутирующие тиристоры 15 и 16, общими выводами подключенные к С-цепи 13, 14; демпферные цепи, состоящие из встречновключенных катодами пар диодов 17 и 18, 19 и 20; конденсаторами 21, 22, подсоединенных одними выводами к общим выводам пар диодов 17 и 18, 19 и 20, и другими выводами — к анодам тиристоров 15 и 16; дополнительно введенные цепи 23 ... 28, состоящие из конденсаторов 24, 26, резисторов 25, 28, диодов 23, 27; ускорительные тиристоры 29, 30 с параллельно подключенными демпфирующими цепями 31 ..; 36, состоящими из диодом 31, 32 и 34, 35, конденсаторов ЗЗ, Зб, подсоединенные анодом и катодом к выводам постоянного тока трехфазного диодного распределительного моста 37 ... 42, выводы переменного тока которого подсоединяются к выводам переменного тока трехфазного главного тиристарного моста 43 ... 48 и к выводам трехфазной нагрузки 49 .„51, при этом выводы постоянного тока трехфазного главного тиристорного моста 43 ... 48 подключаются к выводу реактора 4 и отри5 50 цательной шине 2 источника питания 3, систему управления 52, подключенную к управляющим входам тиристоров. Автономный инвертор тока согласно диаграммы фиг. 2 и 3 работает следующим образом. Предположим, что к моменту времени t< включены тиристоры 46, 47, вследствие чего ток нагрузки протекает от плюса источника питания 3 через шину 1, реактор 4, тиристор 47, 51 (фаза С), 50 (фаза В), тиристор 46, шина 2, минус источника питания 3. Конденсаторы 24 и 26 заряжены по цепи; плюс источника питания 3, шина 1, реактор 4, резистор 25, конденсатор 24, диоды 37, 38, конденсатор 26, резистор 28, шина 2, минус источника питания 3. Полярность напряжения на конденсаторах 24, 26 и коммутирующем конденсаторе 13 показана на фиг, 1. B момент времени ц согласно диаграммам фиг. 2 и 3 включают тиристоры 5 и 15, вследствие чего конденсатор 13 начинает перезаряжаться по контуру: 13, 14, 15, 41, 47, 5, 13, Ток через выключаемый тиристар 47 снижается до нуля и замыкается по цепи: 3, 1, 4, 5, 13, 14, 15, 39, 46, 2, 3. Одновременно демпфирующий конденсатор 24 перезаряжается на противоположную полярность по цепи: 24, 23, 5, 13, 14, 15, 24. После спада тока в выключаемом тиристоре 47 до нуля, данный тиристор начинает восстанавливаться током обратного восстановления (1«) по контуру 13, 14, 15, 41,47, 5, 13, При этом ток в 1С-цепи равен сумме тока нагрузки 1д и тока 1«. В момент времени t2 (см, фиг. 3) ток Irr достигает максимального значения, а затем начинается его спад, вследствие чего на реакторе 14 возникает ЭДС самоиндукции, направленная на поддержание тока 1«, приложенная плюсом к аноду тиристора 15, а минусом — к правой обкладке конденсатора 13, Ток, вызванный нарастанием ЭДС самоиндукции на индуктивности реактора, замыкается по цепи: 14, 15, 24, 23,5, 13, 14. При этом конденсатор 24 продолжает перезаряжаться на противоположную полярность по контуру; 24, 23, 5, 13, 14, 15, 24. В момент времени сз (см. фиг. 3) ток обратного восстановления 1«тиристора 47 снижается до нуля и к нему на время, необходимое для восстановления его вентильных свойств, прикладывается напряжение конденсатора 13 по цепи: 13, 14, 15, 41, 47, 5 13. В момент времени и с выдержкой времени г включается ускорительный тири1803957 стор 29 и коммутирующий конденсатор 13 начинает перезаряжаться в колебательном режиме на противоположную полярность по контуру: 13, 14, 15, 29, 5, 13. Одновременно конденсатор 24 начинает перезаряжаться по цепи 24, 29, 25, 24. После снижения в процессе перезаряда напряжения конденсатора 24 до величины напряжения источника питания 3 образуются потенциальные уСловия для перезаряда конденсатора 24 по цепи: 3, 1, 4, 25, 24, 39, 46, 2, 3. В момент времени ть после снижения напряжения на коммутирующем конденсаторе 13 заканчивается его ускоренный перезаряд, В момент времени тв напряжение на коммутирующем конденсаторе 13 достигает напряжения источника питания 3, вследствие чего начинается процесс спада тока в фазе С (51) и нарастания в фазе А (49), так как на управляющий вход тиристора 43 подан импульс управления. Ток в фазе С спадает до нуля и конденсатор 13 заряжается до напряжения, превышающего напряжения источника питания 3. Далее тиристоры 5, 15, 29 восстанавливаются током обратного восстановления I<., который (при одновременном выключении указанных тиристоров) замыкается по контуру 13, 5, 29, 15, 13. При разбросе Огг u ter вспомогательных тиристоров цепь протекания их токов об5 ратного восстановления обеспечивается через параллельно подсоединенные диодно-конденсаторные цепочки 7 ... 12 и 31 ...36, Формула изобретения 10 Автономный инвертор тока по авт.св, N 1758809, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем снижения коммутационных перенапряжений в процессе восстановления вентильных 15 свойств силовых тиристоров, в него дополнительно введены два конденсатора, первый из которых подсоединен одним выводом к анодам трехфазного диодного распределительного моста, второй — одним 20 выводом к катодам этого же моста, две пары, состоящие из параллельно соединенных диода с резистором, подсоединенные одними соответствующими выводами к выводам постоянного тока трехфазного главного ти25 ристорного моста и другими вывода "и — к другим выводам первого и второго конденсаторов. 1803957 1803957 860 Л 0 0,5 пс 8бб Ll. 0 05ж Составитель М.Сабирзянов Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Милюкова Редактор Заказ 1059 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
