Устройство для управления трехфазным выпрямителем преобразователя частоты

 

Л. И. фаерман, С. В. Житов, В. В. ЬипиЧин, A. A. Рухман, А. А. Новиков и В. Ы, Лузгин (72) Авторы изобретеи и»

Центральный научно-исследовательский . институт материалов и технологии тяжелого и транспортйого машиностроения и Уральский политехнический институт им. С. И. Кирова (7a) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЛ УЛРАВЛЕНИ ТРЕ фАЗНЫИ

ВЫПРЯИИТЕЛЕИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ

Йзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тиристорами выпрямителя высокочастотного преобразователя и для его защиты. 5

Известны устройства управления трехфазным выпрямителем, в которых синхронизация с питаемой сетью осуществляется при помощи диодного или транзисторного коммутатора в момент 10 перехода напряжения сети через нуль

D) или в моменты естественной коммутации Д.

Недостатком этих".устройств является потребление большой мощности диод- >s ными коммутаторами и потребность в понижающем трансформаторе в транзисторах коммутаторах, а также отсутствие точной синхронизации яомента прохождения напряжения сети через ноль.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство одноканальной системы управления трехфазным выпрямителем, содержащее нагруженный на резистор неуправляемый выпрямитель, выполненный на диодах и содержащий вспомогательные диоды, генератор пилообразного напряжения с источником питания

) подключенным через фазосдвигающий блок и промежуточный формирователь импульсов с иипульсными трансформаторами выходного усилителя. импульсов Г33.

Недостатки известного устройства заключаются в больших потерях в нагрузочном резисторе неуправляемого выпрямителя и достаточно больших габаритах пиковых трансформаторов, а также в наличии сложного выходного усилителя, представляющего собой шестиячейковое распределительно-усилительное устройство, к тому же неспособное формировать подтверждающие импульсы управления, подаваемые на тириаторы выпрямителя.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение надежности его работы, Поставленная цель достигается тем, что для упрощения оно снабжено резис» торами, блокирующими конденсаторами, диодами, транзисторными и тиристорными оптронами, входы которых включены попарно последовательно с диодами неуправляемого выпрямителя и шунтиро- 1О ваны встречно включенными с ними вспомогательными диодами, причем выходы транзисторных оптронов подклочены через дополнительные резисторы к источнику питания генератора пилооб= разного напряжения и к блокирующим конденсаторам через параллельно включенные диод и резистор, подключенные ко входу генератора пилообразного напряжения, а выходы тиристорных оптронов подключены к импульсным трансформаторам выходного усилителя.

На чертеже представлена электрическая схема устройства.

Устройство содержит неуправляемый выпрямитель, состоящий из диодов 1-6 и нагруженный на резистор 7. Кроме того, выпрямитель состоит из транзисторных 8-1" 3 и,тиристорных оптронов.

14-19, входы которых включены попарно последовательно в ветви неуправляемого выпрямителя и шунтированы встречными диодами 20-25. При этом выходы транзисторных оптронов 8-13, дополнительные резисторы 26-31 подключены к источнику питания генератора 32 пилообразного напряжения и.к блокирующим конденсаторам 33-38 нерез параллельно включенные диод 39 и резистор

40,которые в свою очередь подключены Щ ко входу генератора 32 пилообразного напряжения, выход которого связан через фазосдвигающее устройство 41 и промежуточный формирователь 42 импульсов с входом выходного усилителя 43, питаемого от высокочастотного блока

44 инвертора 45 преобразователя. В свою очередь, выходы тиривторных оптронов 14-19 включены в цепь импульсных трансформаторов 46-51 выходного усилителя 43, вторичные обмотки которых подсоединены к управляющим переходам тиристоров управляемого выпрямителя 52.

Шунтирование светодиодов встречными диодами 20-25 и включение в цепь коммутации неуправляемого выпрямите" ля диодов 1-6 позволяет использовать светодиоды с пониженным обратным на3 9402 72 4 пряжением без понижающего трансформ тора.

Устройство работает следующим образом.

С момента естественной коммутации через каждую пару последовательно сое диненных светодиодов 8 и 14, 9 и 15, 10 и 16, 11 и 17, 12 и 18, 13 и 19 протекают импульсы тока длительностью, равной 1/3 периода питающей сети, с интервалом следования, равным периоду и амплитудой определяемой сопротивлением нагруэочного резистора (которое раза в три больше, чем в известных устройствах>. Причем очередная пара светодиодов и, соответственно, их фотополупроводниковые элементы вступают в работу относительно предыдущей пары со смещением, равным 1/6 периода.

При этом каждый блокирующий конденсатор 33-38,:,предварительно заряженный в интервале непроводимости светодиодов и их фототранзисторов

2/3 периода по цепи: Е генератора 32 пилообразного напряжения - соответствующие резисторы 26-31 — конденсатор

33-38 - Е генератора 32 (ГПН) пилооб разного напряжения, разряжается на резистор 40 через соответствующие фон тотранзисторы 8-13 в момент его отпирания, т.е. в момент естественной коммутации соответствующих светодиодов 8-13 неуправляемого выпрямителя.

В результате на входе ГПН 32 появляются короткие импульсы с интервалом в 1/6 периода, синхронизированные с моментом естественной коммутации неуправляемого выпрямителя. Сформированное на выходе ГПН 32 пилообразное напряжение с частотой 300 Гц поступает на фазосдвигающее устройство (фУ) 39, в котором определяется яомент подачи импульса управления в соответствии с сигналами синхронизации и управления. Сигнал с ФУ 41 поступает на вход промежуточного формирователя импульсов (ПФИ) 42, осуществляющего формирование высокочастотных пачек широких импульсов, обеспечивающих подтверждающие импульсы. С выхода ПФИ 42 высокочастотные пачки импульсов поступают на выходной усилитель ВУ 43, где, усиливаясь, высокочастотные пачки импульсов поступают через импульсные трансформаторы 46-51 и фототиристоры 14-1,9 на управляющие переходы тиристоров выпрямителя 52. Причем благодаря синхро5 940272 6 ниэированному отпиранию Фототиристо-, тоты содержащее нагруженный на 3 в 14-1 выхо н

Ф ре ис. ров -19 выходные импульсы поступают тор неуправляемый выпрямитель, выполлишь на те тиристоры управляемого вы- ненный на диодах и содержащий вспомопрямителя 52, на которых в данный гательные диоды, генератор пилообразмомент положительное напряжение. ного напряжения с источником питания, Таким образом, в предлагаемом подключенный через фазосдвигающий изобретении исключаются специальные блок и промежуточный формирователь пиковые трансформаторы - относитель- импульсов к импульсному трансформатоно большие по габаритам и трудоемкие ру выходного усилителя импульсов, в изготовлении - и сложное шестиячей- to о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с ковое усилительно-распределительное целью повышения надежности и упрощеч устроиство. ния, оно снабжено резисторами, блокиЗадачу усиления импульсов управле- рующими конденсаторами, диодами, ния может выполнять в данном устрой- транзисторными и тиристорными оптростве выходной усилитель на одном з нами, входы которых включены попарно транзисторе. 8се это значительно последовательно с диодами неуправляеупрощает систему управления трехфаз- мого выпрямителя и шунтированными ным выпрямителем. встречно включенными с ними BGAoMQ

Увеличение сопротивления нагрузоч- гательными диодами, причем выходы ного резистора 7 уменьшает мощность щ транзисторных оптронов подкг очены чепотерь в резисторе, и, соответствен- рез дополнительные резисторы к источно, подогрев устройства управления, нику питания генератора пилообразчто в конечном счете повышает надеж- ного напряжения и к блокирующим конность устройства. денсаторам через параллельно включенНа управляющие переходы тиристоров ные диоды и резистор, подключенные к управляемого выпрямителя только в ин- входу генератора пилообразного напря.тервале их проводимости подаются вы- жения, а выходы тиристорных оптронов сокочастотные пачки импульсов, обеспе- подключены к импульсным трансформаточивающие подтверждающие импульсы,что рам выходного усилителя. значительно повышает надежность рабо- эо Источники информации, ты выпрямителя и позволяет ему рабо- принятые во внимание при экспертизе тать в режимах прерывистого тока. 1. Писарев A.Ë., Деткин Л.П. Управ,ление тиристорными рреобраэователями.

"Энергия", 1975, с. 30-35, 67-72.

Формула изобретения 2. Авторское свидетельства СССР

И 603089, кл. Н 02 P 13/16, 1976.

Устройство для управления трехфаз- 3. Авторское свидетельство СССР ным выпрямителем преобразователя час- У 702481, кл. Н 02 P 13/16; 1975.