Тиристорный преобразователь частоты

 

(ii)847462

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистическик т еспублик (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.04. 79 (21)2748590/24-07 с присоединением заявки М (23 ) П риорнтет (51)М. Кл.

Н 02 М 5/458

Гасударственный камнтет

СССР ав лелем нэебретеннй

N OTNpMTNlI

Опубликовано 15.07. 81, Бюллетень Эй

Дата опубликования описания 17.07. 81 (53) УЙК 62! .314..26(088.8) В. Н. Воинов, А. Е. Шестовских, Д. И. Селедко

А. В. Абрамов, У. М. Спектор и Д. В. Чуркин (72) Авторы изобретения

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (7l) Заявитель (54) ТИРИСТОРЙЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Устройство относится к преобразовательной технике и может быть использовано при .создании многоячейковых инверторов, независимые ячейки которых подключены к общему источнику питания.

Известны инверторы, содержащие несколько тиристорных ячеек, каждая из которых подключена к общему источнику постоянного напряжения через

10 общие входные фильтры, либо через раздельный переключатель или LC-фильтр и вентиль (11 и (21.

Наиболее близким к изобретению по техническим средствам и достигаемым результатам является схема многоинверторного преобразователя, Этот преобразователь содержит общий источ" ник питания и несколько инверторов, подключенных к источнику питания через LC-фильтры и диод. Развязка по питанию с помощью дросселей и диодов позволяет устранить взаимное влияние инверторов друг на друга (31.

Однако такое исполнение преобразователя не позволяет селективно управлять инверторами путем отключения или подключения последних к общему источнику питания. Отсутствие селективного управления по питанию не обеспечивает независимый пуск каждого инвертора с начальным током в дросселе фильтра, необходимом для облегчения пуска и сокращения времени переходного процесса. Кроме того, затрудняется работа преобразователя на несколько нагрузок и снижается его надежность, поскольку срыв инвертирования в одном ттз инверторов вызывает отключение всего преобразователя.

Цель изобретения — повышение надежности работы преобразователя, обеспечение оперативного селективного управления независимыми ячейками (инверторами) по питанию и облегчение их пуска.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве вентиля использован

84746 ключ постоянного тока, содержащий основной и вспомогательный тиристоры, а в схему каждой ячейки введены дополнительно управляемые формирователи импульсов включения и отключения

5 и элемент задержки, причем первый вход блока управления тиристорами ячейки соединен через элемент задержки с управляющим электродом основного тиристора и с выходом формирователя импульсов включения, а второй вход— с управляющим электродом вспомогательного тиристора и с выходом формирователя импульсов отключения, вход которого подключен к датчикам защиты ячей-15 ки.

Кроме того, с целью повышения надежности включения основных тиристоров ключей постоянного тока при питании ячеек от управляемого тиристорно,го выпрямителя, в схему каждой ячейки введено коммутирующее устройство, выход которого соединен со входом формирователя импульсов включения этой ячейки, а основные входы всех коммутирующих устройств объединены и подключены к управляющей цепи одного из тиристоров выпрямителя, при этом управляющие входы коммутирующих устройств использованы для пуска соответствующих ячеек преобразователя.

Сочетание LC-фильтра и ключа в цепи постоянного тока каждой ячейки также, как и в известном преобразователе устраняет взаимное влияние ячеек друг на друга по питанию.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит две ячейки и 2. Каждая ячейка 1 (2) подключена к выходным шинам выпрямителя 3 через сглаживающий дроссель 4 (5) и ключ 6 (7) постоянного тока, содержащий основной 8 (9) и вспомогательный 10 (11) тиристоры. Параллельно входу ячейки l (2) подключен конденсатор 12 (13), а выход соединен с отдельной нагрузкой 14 (15). Первый вход блока 16 (17) управления тиристорами соединен через элемент 18 (19) задержки с управляющим электродом основного тиристора 8 (9) и с выходом формирователя 20 (21) импульсов вклю- 5 чения, а- второй вход — с управляющим электродом вспомогательного тиристора 10 (11) и с выходом формирователя 22 (23) импульсов отключения, вход

2 4 крторого подключен к датчикам защиты ячейки 1 {2). Входы формирователей 22 и 23 импульсов отключения использованы также для оперативного отключения ячеек 1 и 2.

Обе ячейки преобразователя частоты работают идентично, поэтому рассмотрим работу только ячейки I.

Пуск. При помощи внешнего сигнала формирователь 20 импульсов включения формирует импульс, который поступает на вход элемента 18 задержки и на управляющий электрод основного тиристора 8. Основной тиристор 8 включается и конденсатор 12 фильтра начинает заряжаться. Когда ток заряда конденсатора !2 достигнет максимального значения, элемент 18 задержки пропускает импульс на первый вход блока 16 управления тиристорами, обеспечивая тем самым пуск ячейки 1 с начальным током в дросселе 4. После пуска ячейки 1 основной тиристор 8 останется во включенном состоянии.

Однако при использовании в качестве источника питания ячеек управляемого тиристорногo выпрямителя включение основного тиристора 8 с помощью внешнего сигнала затруднено, если в момент включения управляемый выпрямитель 3 работает на холостом ходу.

В этом случае тиристоры выпрямителя 3 находятся в проводящем состоянии только на время подачи на их управляющие электроды управляющих импульсов, длительность которых может. быть значи- тельно меньше времени включенного состояния тиристоров выпрямителя под нагрузкой.

Следовательно, для надежного включения основного тиристора 8 необходимо, чтобы импульс на его управляющий электрод поступил в момент проводящего состояния одной из пар тиристоров выпрямителя 3, т.е. внешний импульс, воздействующий на вход формирователя 20 импульсов включения, должен быть засинхронизирован с управляющими импульсами тиристоров выпрямителя 3.

Для повышения надежности включения основных тиристоров 8 и 9 при питании ячеек 1 и 2 от управляемого тиристорного. выпрямителя 3 в схему каждой ячейки введено коммутирующее устройство 24 (25) (например кнопка управления с нормально разомкнутыми контактами 1,выход которого соединен со входом формирователя 20 (21) импульt0

Формула изобретения

5 8474 сов включения этой ячейки, а входы коммутирующих устройств 24 и 25 объединены и подключены к управляющему электроду одного из тиристоров выпрямителя 3.

Теперь, при воздействии на коммутирующее устройство 24, импульс с управляющего электрода тиристора выпрямителя 3 поступает на вход формирователя 20 импульсов включения всегда в момент проводящего состояния одной иэ пар тиристоров выпрямителя 3, обеспечивая надежное включение основного тиристора 8.

Аварииное отключение. Если в процессе работы преобразователя в одной из ячеек (например 1) происходит срыв инвертирования, то с датчиков защиты этой ячейки поступает аварийный импульс на вход формирователя 22 импульсов отключения. Формирователь 22 импульсов отключения сформирует импульс, который через второй вход выключает блок 16 управления тиристорами и включает вспомогательный тиристор 10 ключа 6 постоянного тока. .Вспомогательный тиристор 10 запирает по току основной тиристор 8, а блок 16 управления тиристорами прекращает подачу управляющих импульсов .íà тиристоры ячейки l.

Таким образом, в аварийном режиме отключается от выпрямителя только та ячейка, в которой развивается аварийный процесс, что особенно важно при параллельной работе ячеек на общую или раздельную нагрузку. В этом случае повышается надежность всего преобразователя частоты.

- Оперативное отключение аналогично 4О аварийному отключению. Отличие состоит в том, что при оперативном отключении на вход формирователя 22 импульсов отключения поступает внешний сигнал.

62 6 который соединен с управляющим электродом шунтирующего тиристора 26 (27).

При отключении ячейки 1 (2) с дополнительного выхода формирователя 22 (23) импульсов отключения сигнал поступает на управляющий электрод шунтирующего тиристора 26 (27). Последний включается, и запасенная в дросселе 4 (5) электромагнитная энергия рас" сеивается в контуре, образованном дросселем 4 (5), и шунтирующим тиристором 26 (27), не вызывая перенапряжений на основном тиристоре 8 (9).

Тиристорный преобразователь частоты, содержащий выпрямитель и многоячейковый инвертор, каждая ячейка которого снабжена датчиками защиты и блоком управления. THpHcTopcLMH с двумя входами и подключена к выходным шинам выпрямителя через свой LC-фильтр и вентиль, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы преобразователя, обеспечения оперативного селективного управления ячейками по питанию и облегчения их пуска, в качестве вентиля использован ключ постоянного тока, содержащий основной и вспомогательный тиристоры, а в схему каждой ячейки введены дополнительно управляемые формирователи ! импульсов включения и отключения и элемент задержки, причем первый вход блока управления тиристорами ячейки соединен через элемент задержки с, управляющим электродом основного тиристора и с выходом формирователя импульсов включения, а второй вход— с управляющим электродом вспомогательного тиристора и с выходом формирователя импульсов отключения, вход которого подключен к датчикам защиты ячейки.

При аварийном или оперативном отключении ячейки 1 (2) ток в сглаживающем дросселе 4 (S) начинает резко спадать, что может привести к недопустимым перенапряжениям на основном тиристоре 8 (9) ключа 6 (7) постоянного тока.

Для ограничения перенапряжений на основном тиристоре 8 (9) путем подключения параллельно дросселю 4 (5) 1 Сфильтра шунтирующего тиристора 26 (27), формирователь 22 (23) импульсов отключения снабжен дополнительным выходом, 2. Преобразователь по и. l о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности включения основных тиристоров ключей постоянного тока, при питании ячеек от управляемого тиристорного выпрямителя, в схему каждой ячейки введено коммутирующее устройство, выход которого соединен со входом формирователя импульсов включения этой ячейки, а основные входы всех коммутирующих устройств объединены и подключены к управляющей цепи

7 847462 одного из тиристоров выпрямителя, при этом управляющие входы коммутирующих АР 1 устройств использованы для пуска соответствующих ячеек преобразователя. кл.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

57376, кл. Н 02 М, 1959.

2. Патент Японии 11Р 47-26259, Н 02 М 7/48, 1972.

3. Патент Японии 1тр 47-21180, Н 02 M 7/46, 1972 (прототип).

Составитель Ю. Андреев

Редактор Ю. Петрршко Текред П.Пекарь Корректор А. ГРиценко

Заказ 5519/83 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москвад Ж-35д Ра шская набед д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4