Преобразователь переменного напряжения в переменное Советский патент 1984 года по МПК H02M5/45 H02H7/12 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может найти широкое применение при проектировании высоко 1частотных тиристорньрс источников пит ния для индукционной плавки металлов, нагрева кузнечных заготовок, л тья алюминия в электромагнитный кри таллизатор. Известен тиристорньй преобразова тель с защитой, содержащий подключенный через трансформатор к сети переменного тока трехфазный мостово управляемьй выпрямитель, выход кото рого соединен с входом автономного инвертора и через ограничительные j резисторы с неуправляемым трехфазны мостовым выпрямителем, два конденса ра, два резистора подзаряда и цепоч ку из последовательно соединенных . дросселя, диода и тиристора, при этом конденсаторы и резисторы подзаряда соединены в мост, одна диагональ которого подключена к входу инвертора а в другую диагональ вклю чена цепочка из дросселя, диода и тиристора 1 }. Недостатком схемы преобразовател является повьпленная амплитуда напряжения на входе инвертора (ЗЕ,) при срабатывании защиты и одновременном принудительном запирании анод ной и катодной групп тиристоров выпрямителя, что значительно снижае надежность работы. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является тиристорный преобразователь с защитой, содержащий трехфазный мостовой тиристорн выпрямитель, выход которого соединен с входом инвертирующей ячейки, зашунтированной обратным диодом и датчиками защиты от срывов инвертирования, а также ограничительные резисторы, зашунтированные последовательной цепочкой из защитно го тиристора, дросселя и конденса- . тора - с неуправляемым трехфазным мостовым выпрямителем, а общая точка соединения конденсатора и дросселя каждой из последовательных цепочек подключена через резисторы к соответствующему выходному выводу управляемого цыпрямителяСзЗ. К недостаткам данной схемы преоб разователя напряжения следует отнес ти повышенную амплитуду напряжения входе инвертирующей ячейки до тройнего напряжения питания /ЗЕп/ при срабатывании защиты и одновременном принудительном запирании анодной и катодной групп тиристоров выпрямителя, что значительно снижает надежность работы. Целью изобретения является повышение надежности работы преобразователя напряжения путем уменьшения амплитуды напряжения на входе инвертирующей ячейки. Поставленная цель достигается тем, что в схему преобразователя напряжения, содержащего трехфазный мостовой тиристорный выпрямитель, выход которого соединен с входом инвертирующей ячейки зашунтированной обратным диодом и датчиками защиты от срывов инвертирования, а также ограничительные резисторы, зашунтированные последовательной цепочкой из защитного тиристора, дросселя и конденсатора - с неуправляемым трехфазным мостовым выпрямителем, а общая точка соединения конденсатора и дросселя каждой из последовательных цепочек подключена через резистор к соответствующему выходному выводу управляемого выпрямителя, введены датчик напряжения, вход которого подключен к конденсатору катодной группы тиристоров управляемого выпрямителя и два формирователя аварийных импульсов, к входу одного из которых подключен выход датчика напряжения, а выход соединен с управляющим выводом защитного тиристора анодной группы тиристоров выпрямителя, другой формирователь аварийных импульсов входом подключен к датчикам защиты от срыва инвертирования, а выходом - к управляющему выводу защитного Тиристора катодной группы тиристоров выпрямителя. I На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого инвертора. Преобразователь напряжения содержит трехфазный мостовой тиристорный выпрямитель 1 тиристоры 2-7 , выход которого соединен с входом инвертирующей ячейки 8, зашунтированной обратным диодом 9, с датчиками защиты от срывов инвертирования 10, 11 и через ограничительные резисторы 12, 13 зашунтированные последовательной цепочкой из защитного тиристора 14(15) дросреля 16(17) и конденсатора 18(19) с неуправляемым трехфазным мостовым выпрямителем 20 (диоды 21-26), а об31

щая точка соединения конденсатора 18(19) и дросселя 16(17) каждой из последовательных цепочек подключена через резистор 27(28) к соответствующему выходному выводу управляемого выпрямителя 1, - датчик напряжения 29, соединенный параллельно с конденсатором 18 и формирователи аварийных импульсов 30, 31 к входу одного из которых подключен датчик напряжения 29, а выход соединен d управляющими электродами защитного тиристора 15 анодной группы тиристоров 3,5,7 выпрямителя 1, другой формирователь аварийных импульсов 31 входом подключей к датчикам защиты от срывов инвертирования 10, 11,- а выходом к управляющим электродам защитного тиристора 14 катодной группы тиристоров 2,4,6 выпрямителя 1.

Преобразователь напряжения работает следующим образом.

При подаче питания на вход выпрямителя 1 происходит подзаряд конденсатора 18 по цепи: неуправляемый выпрямитель 20, ограничительный резистор 12, конденсатор 18, резистор 28, ограничительный резистор 13, неуправляемый выпрямитель 20 и конденсатора 19 - неуправляемый выпрямитель 20, ограничительный резистор 12, резистор 17, конденсатор 19, ограничительный резистор 13 неуправляемый выпрямитель 20.

При достижении напряжения на конденсаторах 18, 19 уровня достаточног для надежного запирания тиристоров выпрямителя 1 в случае срыва инвертирования, который может произойти при пуске инвертирующей ячейки В, за пускают выпрямитель 1 и инвертирующую ячейку 8, работающую на индукционную нагрузку, осуществляя заданный технологический процесс.

В данном преобразователе напряжения в аварийных ситуациях используется принудительное гашение тиристоров выпрямителя 1 с помощью пред варительно заряженных конденсате- I ров 18,19.

При срыве инвертирования в инвертирующей ячейке 8 датчики срыва 10, 11 вьщают сигнал на срабатывание формирователя аварийных импульсов 31 и на снятие управляющих импульсов с тиристоров выпрямителя 1. Формирователь аварийных импульсов 31 вьщает сигнал на включение тиристора 14.

634

Пусть к моменту аварийной ситуации в трехфазном мостовом тиристорном выпрямителе 1 работали тиристоры 5,6.

Тиристор 14 включаясь, образует цепь разряда конденсатора 18, закрывая тиристор 6 - конденсатор 18, тиристор 6, диод 25, тиристор 14, дроссель16, конденсатор 18. После выключения тиристора 6 к нему прикладывается напряжение конденсатора 18 (равное, примерно Е. - номинальное выходное напряжение выпрямителя 1). На выходе же выпрямителя 1 (а значит и на входе инвертирующей ячейки 8) напряжение равно 2 EJJ, так как к напряжению на тиристоре 6, добавляется напряжение неуправляемого мостового выпрямителя 20 и равно 2Е .

Далее происходит процесс перезарядки конденсатора 18 по цепи: конденсатор 18, инвертирующая ячейка 8, тиристор 5, вторичные обмотки сетевого трансформатора, от которого питается преобразователь, диод 25, тиристор 14, дроссель 16, конденсатор 18. Как только напряжение на конденсаторе 18, а значит и на датчике напряжения 29, станет равным нулю, включается формирователь аварийных импульсов 30, который выдает импульс на включение тиристора 15. Тиристор 15, включаясь, образует цепь разряда конденсатора 19, закрывая тиристор 5 выпрямителя 1 конденсатор 19, дроссель 17, тиристор 15, диод 22, тиристор 5, конденсатор 19. На выходе выпрямителя 1 (а значит и на входе инвертирующей ячейки 8) напряжение при этом также равно 2Е.

Таким образом, закрывая поочередно тиристоры 5,6 выключают трехфазный тиристорный выпрямитель 1, отделяя тем самым источник питания от места аварии. При этом напряжение на выходе выпрямителя не превьшает 2Е|, тогда как при одновременном запирании тиристоров 6,5 напряжение на выходе выпрямителя 1 достигает значения 3 Ец., так как при включении тиристоров 6,5 к ним прикладывается напряжение конденсаторов 18, 19 заряженный каждоьй до Ещ, плюс напряжение неуправляемого выпрямителя 20 и

равно 3 Е|.

Снижение уровня напряжения на выходе выпрямителя в момент срабатыва

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ содержащий трехфазный мостовой тиристорный выпрямитель, выход которого соединен с входом инвертирующей ячейки, зашунтированной обратным диодом с дaтчикa ш защиты от срывов инвертирования, а также ограничительные резисторы, зашунтированные последовательной цепочкой из защитного тиристора, дросселя и конденсатора с неуправляемым трехфазным мостовым выпрямителем, ё общая точка соединения конденсатора и дросселя каждой из последовательных цепочек подключена через резистор к соответствующему выходному вьгооду управляемого выпрямителя, отл.ичающийс я тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения амплитуды на входе инвертирующей ячейки, в него введены датчик напряжения, вход которого подключен к конденсатору катодной группы тиристоров управляемого выпрямителя и ,два формирователя аварийi ных импульсов, к входу одного из которых подключен выход датчика напряжесл ния, а ВЫХОД соединен с управляющим выводом защитного тиристора анодной группы тиристоров выпрямителя, другой формирователь аварийных импульсов входом подключен к датчикам защиты от срыва инвертирования, а выходом - к управляющему выводу зшцитного тиристо00 ра катодной группы тиристоров выпрямителя . О5 СО