Способ управления мостовым инвертором и устройство для его осуществления

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 7448? 5 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 160379 (21) 2735656/24-07 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 300680 Бюллетень М 24 (51)М. Кл.2

Н 02 М 7/515

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (5Ç) УДК 621. 314. .57(088.8) Дата опубликования описания 3006.80 и (72) Авторы изобретения

В.Г. Яцук, Ю.И. Гром, Н.Г. Ватуля, С.Б. Лавренко, В.Ф. Петренко и В.M. Саенко (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МОСТОВЫМ ИНВЕРТОРОМ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может быть использовано для регулирования частоты вращени я асинхронных зле ктродви гател ей преимущественно высокоскоростных, например, злектрошпинделей металлообрабатывающих станков.

Известен способ управления инвертором, включающий подзаряд коммутирующего конденсатора от независимо.го источника (1) .

Для устойчивой работы инвертора постоянную времени цепи подзаряда выбирают намного большей постоянной времени цепи коммутации. Это ограничивает верхний предел выходной частоты инвертора. При увеличении верхнего предела частоты уравнивают постоянные времени цепей коммутации и подэаряда, однако зто приводит к перенапряжениям на коммутирующем конденсаторе и увеличивает мощность источника подзаряда.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ управления мостовым инвертором с диодами обратного тока, при котором подают управляющие импульсы на силовые тиристоры, затем подают управляющие импульсы на коммутирующие тиристоры

5 и напряжение на коммутирующий конденсатор от источника подэаряда (2);

Способ осуществляют устройством для управления мостовым инвертором, содержащим трехфазный мост коммутирующих тиристоров основной частоты, общие катоды и общие аноды которых подключены через коммутирующие ти— ристоры тройной частоты соответственно к положительному и отрицательному полюсам основного источника, 15 а через ко,утируюй дроссель — к однофаэному мосту дополнительных тиристоров с коммутирующим конденсатором в диагонали, подключенному черезэ подз ар ядный дро ссел ь и вен тиль к источнику подзаряда.

Недостатком указанного способа является то, что процесс подэаряда начинается одновременно с процессом коммутации. Это приводит к увеличению установленной мощности источника подэаряда и ограничивает верхний предел выходной ..частоты инвертора, так как инвертор нормально функционирует при постоянной времени цепи

744875

60 подзаряда, существенно большей постоянной времени коммутации. При

1 величении выходной частоты постоянные времени цепей подзаряда и коммутации уравнивают, однако при этом имеют место перенапряжения на коммутирующем конден саторе, н а коммутирую. щих и дополнительных тиристорах.

Целью изобретения является повышени е н адежн ости работы ин вертора во всем диапазоне регулирования,указанная цель достигается тем, что напряжение на коммутирующий конденсатор от источника подэаряда подают в момент окончания очередной коммутации сил о вых тири ст оров, фи к сирую т момент заряда коммутирующего конценсатора до заданного значения, после чего отключают источник подзаряда.

Отличие устройства, позволяющего осуществить способ, состоит в том, что вентиль выполн ен упр авля емым, причем его блок управления содержит элементы включения и выключения.

На чертеже представлено устрой ство для осуществления способа.

Основные тири сторы 1-6, шунтированные диодами обратного тока 7-12, собраны по трехфазной мостовой схеме и подсоединены со стороны переменного тока к основному источнику питания Бд,,а со стороны переменного тока — к трехфазной мостовой схеме из коммутирующих тиристоров основной частоты 13-18, общие аноды и общие катоды которых подключены через коммутирующие тиристоры тройной частоты 19, 20, соответственно к положи тел ьн ому и о три ц ат ел ьн ому полю сам основного источника Ug, а через коммутирующий дроссель 21 — к однофазной мостовой схеме из дополнительных тиристоров 22-25 с коммутирующим конденсатором 26 в диагонали, подключен ной через подэ ар ядный дро ссель 27 и отсекающий тиристор 28 со схемой управления 29 к источнику подзаряда 11n

Работа инвертора по предлагаемому способу происходит следующим образом.

Пусть в начальный момент времени включены основные тиристоры 1, 3 и 6 и конденсатор 26 заряжен с полярностью, указанной на чертеже.

Напряжение источника лодэаряда 13 выбирают, как правило, равным номинальному напряжению основного источника питания инвертора Щ . Ток нагрузки протекает по цепи: +Up,тиристоры 1 и 3, фазы нагрузки А, В, (, тиристор 6, — Ug. В момент времени начала коммутации подают управляющий импульс на тиристоры 17, 20, 23, 24 и начинается процесс переэаряца коммутирующего конденсатора 26 по цепи: +Ud 20,21,23,24,17, Фазы ", A, тиристор 6, — Щ.

ЗО

В момент времени t ток заряда конденсатора 26, нарастая, достигает значения, равного току нагрузки д, и образуется новый контур перез аряда по цепи: + 26, 24, 17, 7, 20, 21, 23, -26. При этом к тиристору

1 прикладывается обратное напряжение, равное падению напряжения на диоде 7. В момент времени t ток конденсатора 26, уменьшаясь, снова становится равным току нагрузки 1Н, а ток через диод 7 прекращается. Интервал t> -1 определяет время восстановления запирающих свойств включаемого тиристора 1. В момент времени процесс коммутации оканчивается и напряжение на коммутирующем конденсаторе 26 меньше начального на величину, определяемую потерями в контуре коммутации. Для сохранения неизменной коммут ацион ной спо со бности инвертора в момент времени включают цепь подз аряда коммутирующего конден сатора 26 от неэ ави симого источника U для чего одновременно подают импульсы управления на тиристоры 23 и 24 и на отсекающий тиристор 28 от схемы управления 29.

Происходит подзаряд коммутирующего конденсатора 26 по цепи: +U< 27, 23, 26, 24, — Un,. В момент времени t6 по окончании процесса подзаряда осуществляют принудительное выключение цепи подзаряда, для чего подают импульс обратного напряжения на электроды анод-катод отсекающего тиристора 28 от схемы управления 29.

Преимущества предлагаемого способа управления: достигается полное разделение процессов коммутации и подэаряда, уменьшается мощность источника подэаряда эа счет исключения перенапряжений на дополнительных и коммутирующих тиристорах и на коммутирующем конденсаторе, повышается на 10 — 15% надежность работы инвертора во всем диапазоне регулирования эа счет исключения возможности срывов по цепи подзаряда из-эа затяжки в выключении дополнительных тиристоров при малых обратных напряжениях.

Формула изобретения

1. Гпособ управления мостовым инвертором с диодами обратного тока, при котором подают управляющие импульсы на силовые тиристоры, затем подают управляющие импульсы на коммутирующие тиристоры и напряжение на коммутирующий конденсатор от источника подэаряда, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, напряжение на коммутирующий конденсатор от источника подзаряда подают в момент окончания

744875

Сост авитель И. Коротеева

Редактор В. Левятов Техред И. Нинц Ко ектор Е. Папп

К рр

Заказ 3677/11 Тираж 783 Подписное.

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 очередной коммутации силовых тиристоров, фиксируют момент заряда коммутирующего конденсатора до заданного значения, после чего отключают источник подэаряда.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее трехфазный мост кою утирующих тиристоров основной частоты, общие катоды и общие аноды которых подключены через коммутирующие тиристоры тройной частоты соответственно к положительному и отрицательному полюсам основного источника, а через коммутирующий дроссель — к - однофазному мосту дополнительных тири сторов с коммутирующим конденсатором в диагонали, подключенному через подэ арядный дроссель и вентиль к источнику подэаряда,отличающееся тем, что вентиль выполнен управляемым, причем его блок управления содержит элементы включения и выключения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Глазенко Т.A.Ãoí÷àðåíêo P.Â.

Полупроводниковые преобразователи частоты в электроприводах. Л., Знергия, 1969, с. 139.

2. Патент США 9 3781644, кл. 321-45С, 1973.