Автономный инвертор напряжения Советский патент 1986 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к преобразователь ной технике и может быть использовано в тиристорных преобразователях частоты для привода тяговых асинхронных двигателей электровозов переменного тока.

Цель изобретения - упропдение схемы преобразователя.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема автономного инвертора напряжения; на фиг. 2 - диаграммы токов I и напряжений и в нагрузке и алгоритм переключения тиристоров в тяговом режиме работы автономного инвертора напряжения; на фиг. 3 - то же, в рекуперативном режиме работы, причем заштрихованная зона определяет открытое состояние соответствующего номера тиристора.

Автономный инверторнапряжения

(фиг. 1) содержит источник 1 питания, в прямом направлении к которому подключен мост основных тиристоров 2-7, по пере.мен- ному току подключенный к трехфазной нагрузке 8, а в обратном направлении нод- ключен мост обратных тиристоров 9-14, подключенный к вывода.м переменного тока .моста распределительных тиристоров 15-20, однофазный мост диодов 21-24, выводами переменного тока подключенный к шинам источника питания, обш,ий двухтактный узел 25 принудительной коммутации, выполненный по мостовой схеме на тиристорах 26- 29 с коммутирующей LC-цепью на дросселе 30 и конденсаторе 31 в диагонали этого моста и питающийся от дополнительного источника 32, содержащего отдельную обмотку трансформатора 33, диодный выпрямитель 34 и конденсатор 35.

Автономный инверторнапряжения

(фиг. 2) работает в тяговом режиме следующим образом.

Предположим, первоначально проводят тиристоры 2, 4 и 7, ток нагрузки 8 протекает по цепям: «плюс источника, тиристор 2, фаза .Л, фаза С, тирнстор 7 и «плюс источника, тиристор 4, фаза В, фаза С, тиристор 7. Конденсатор 31 заряжен с полярностью, указанной без скобок (фи1-. 1). В момент вре.мени ti (фиг. 2) производится переключение фазы А с положительного напряжения на отрицательное. Для этого в момент времени ti коммутируется тиристор 2 подачей управляющих импульсов на включение тиристоров 26, 16, 9 и 10. Ток фазы А начинает вытесняться из тиристора 2 колебательным током коммутирующей LC-цепи дросселя 30 и конденсатора 31 по цепи: «плюс источника, диод 21, тиристор 26, дроссель 30, конденсатор 31, тиристор 16, фаза А, фаза С, тиристор 7. Когда тиристор 2 запирается, избыточный ток перезаряда LC-цепи замыкается по цепи: «плюс источника, конденсатор 31, тиристоры 16 и 9, диод 21, тиристор 26, дроссель 30, конденсатор 31, создавая прямое падение напряжения на тиристоре 9, которое прикладывается в обратном направлении к коммутируемому тиристору 2, обеспечивая восстановление его запирающих свойств. После перезаряда конден сатора 31 до противоположного напряжения

(фиг. 1, полярность указана в скобках), превышающего по величине напряжение источника 1 нитания, отпирается тиристор 10, (коммутирующий конденсатор 31 узла 25 принудительной коммутации дозаряжают включением тиристоров 26 и 29 (на фиг. 2 сиг0 налы дозаряда не показаны).

Под действием отрицательного напряжения реактивный ток фазы А, замыкаясь по цепи: фаза А, фаза С, тиристоры 7 и 10, фаза А, к моменту времени i (фиг. 2) снис жается до нуля. Одновременно включают тиристор 3. Под действием напряжения питания в фазе А начинает увеличиваться отрицательный ток по цени: «плюс источника, тиристор 4, фаза В, фаза А, тиристор 3. В момент времени 1з производят пере0 ключение фазы С с отрицательного напряжения на положительное, для чего коммутируют тиристор 7 подачей управляющих сигналов на включение тиристоров 27, 4, 19 и 13.

Ток фазы С вытесняется из тиристора 7 колебательным током LC-цепи по цепи: «плюс источника, тиристор 4, фаза В, фаза С, тиристор 19, LC-цепи 31 и 30, тиристор 27, диод 24.

Избыточный ток перезаряда LC-цепи

„ 30 и 31 протекает по цепи: тиристор 27, диод 24, тиристоры 14 и 19,создавая пря- .мое падение напряжения на тиристоре 14, которое, прикладываясь в обратном направлении к коммутируемому тиристору 7, обеспечивает восстановление его запирающих

5 свойств. После перезаряда конденсатора 31 до напряжения, полярность которого указана на фиг. 1 без скобок, превышающего напряжение ггитания инвертора, открывается тиристор 13. Через тиристоры 28 и 27 производят дозаряд конденсатора 31 от источни0 ка 32 (на фиг. 2 сигналы дозаряда не показаны). Под действием положительного напряжения на фазе С ее отрицательный ре- активнь й ток уменьшается и в момент вре- .чени t4 (фиг. 2) становится равен нулю. Одновременно включают тиристор 6.

Далее процессы протекают аналогично. Согласно диаграммам на фиг. 3 предлагаемое устройство в режиме рекуперативного торможения работает следующим образом.

Q Источник 1 питания реверсируют относительно шин инвертора (на фиг. I показано пунктиром), при этом полрность источника 1 указана на фиг. 1 в скобках. Предположим, первоначально конденсатор 31 заряжен с полярностью как показа5 но на фиг. 1 без скобок. Включеь ы тиристоры 10, 5 и 6 (фиг. 1 и 3), ток нагрузки протекает по цепям: фаза В, тиристор 5, «плюс-минус источника , тиристор 6,

5

фаза С, фаза В, тиристоры 5 и 10, фаза А, фаза В. В момент времени t| (фиг. 3) производят переключение фазы А с положительного напряжения на отрицательное, для чего коммутируют тиристор 10 включением тиристоров 2, 3, 16 и 26. Ток фазы А переводится из цепи тиристора 10 в LC-цепь 30 и 3 по цепи: фаза В, тиристор 5, диод 22, тиристор 26, LC-цепь 30 и 31, тиристор 16, ффаза А, фаза В. Избыточный колебательденсатор 31 дозаряжают от дополнительного источника 32 через соответствующую пару тиристоров 26, 29 или 27, 28 узла 25 принудительной коммутации.

Формула изобретения

Автономный инвертор напряжения, содержащий трехфазные мосты основных и обратных тиристоров, подключенные своими входами к шинам источника постоянного

переменного тока мостов соединены с выходными выводами, трехфазный мост распределительных тиристоров, подсоединенный своими выводами переменного тока к объединенным выводам переменного тока мостов

ный ток LC-цепи протекает по цепи: кон- 10 напряжения, причем объединенные выводы денсатор 31, тиристоры 16 и 3, диод 22, диод 26, дроссель 30. После перезаряда конденсатора 31 открывается тиристор 2, ток фазы А протекает по цепи: фаза А,

фаза В, тиристор 5, «плюс -минус ИСТОЧНИ-„ч.....о.... „...,,. „.....ппи. w ,а

ка 1, тиристор 2, фаза А. К моменту 5 основных и обратных тиристоров, общий двух- времени tj ток рекуперации в фазе С спадает до нуля. В момент времени t2 включают тиристор 13. Ток в фазе С меняет знак и начинает увеличиваться по цепи: фаза А, фаза С, тиристоры 13 и 2, фаза А. В момент времени 1з переключают фазу С с отрицательного напряжения на положительное, для чего коммутируют тиристор 13 включением тиристоров 6, 7, 19 и 27. Процесс коммутации протекает аналогично описанному, по

тактный узел принудительной коммутации, подключенный своим выходом к объединенным выводам постоянного тока моста распределительных тиристоров, а входом - к 2Q шинам дополнительного источника питания, а также однофазный мост на вентилях, выводы переменного тока которого подключены к шинам источника постоянного напряжения, отличающийся тем, что, с целью упро- .,, -щения его схемы, в качестве вентилей одсле коммутации тиристора 13 ток фазы 6 25 нофазного моста использованы диоды, а вы- протекает по цепи: фаза С, тиристор 7,воды постоянного тока моста подключены к

«плюс-минус источника 1, тиристор 2, фазаодноименным выводам шин дополнительА, фаза С. После каждой коммутации ком-ного источника питания.

денсатор 31 дозаряжают от дополнительного источника 32 через соответствующую пару тиристоров 26, 29 или 27, 28 узла 25 принудительной коммутации.

Формула изобретения

Автономный инвертор напряжения, содержащий трехфазные мосты основных и обратных тиристоров, подключенные своими входами к шинам источника постоянного

напряжения, причем объединенные выводы

переменного тока мостов соединены с выходными выводами, трехфазный мост распределительных тиристоров, подсоединенный своими выводами переменного тока к объединенным выводам переменного тока мостов

напряжения, причем объединенные выводы

„ч.....о.... „...,,. „.....ппи. w ,а

основных и обратных тиристоров, общий двух-

(иг. Z

/,/

t1

t2

J

X

II

1

/ 2 / О / /

к

1Ж

/г

/ f п/ /// / / -У I X / X / X

/ j I / 7 / / / f f f 41А fi f / /

/J/ 1/Х // / / / / / / Л I / /

1

t

I X XX/

2

Т75ТЖ 7

/

Jxx

X X/ X JU //

/ft ////5 /

17

13

26 W27 W26 i-2 i

;zz PI r

Гж

2.J

-з«.

/

X

Jxx

X X/ X JU //

/ft ////5 /

17

/ XX

i-2

;zz PI r

Гж

Изобретение позволяет упростить автономный инвертор напряжения. Инвертор содержит источник 1 питания, в прямом направлении к которому подключен мост основных тиристоров 2-7, по переменному току подключенный к трехфазной нагрузке 8, а в обратном направлении подключен мост обратных тиристоров 9-14, трехфазный мост распределительных тиристоров 15-20, однофазный мост диодов 21-24, узел 25 принудительной коммутации, дополнительный источник 32. Упрощение достигается тем, что в качестве вентилей однофазного моста использованы диоды 21-24, а выводы постоянного тока моста подключены к одноименным выводам шин источника 32. 3 ил. (+) (Л N3 О СО о: О1 fpuz. I