Трехфазный инвертор напряжения Советский патент 1987 года по МПК H02M7/515 

11

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, а именно к мостовым тиристорным инверторам работающим в тяговом приводе с бесколлекторными двигателями.

Целью изобретения является повышение надежности работы инвертора путем дополнительного подзаряда коммутирующих конденсаторов.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема трехфааного инвертора напряжения; на фиг,2 - схема формирователя импульсов управления тиристорами подзарядных мостов инвертора; на фиг.З - диаграмма импульсов управления всеми тиристорами инвертора, I

Трехфазный инвертор напряжения (фиг.1) содержит мосты главных тиристоров 1-6, мосты коммутирующих тиристоров 7-12, мосты обратных диодов 13-18, фазные коммутирующие конденсаторы 19-21, трансформаторы 22- 24 тока, первичные их обмотки 25-27 включены каждая в свою фазу нагрузки 28, а вторичные 29-31 пофазно в диагонали трех подзарядных диодных мостов , каждый из которых состоит из двух пар диодов: мост фазы А - из диодов 32-35, мост фазы В - из дио- дов 36-39, мост фазы С - из диодов 40-43. Выходы указанных диодных мостов объединены в. отдельную сеть постоянного тока с шинами 44 и 45. К последним через дроссель 46, включенный в шину 44, подключены входы трех подзарядных тиристорных Мостов Мост фазы А состоит из подзарядных тиристоров 47-50, мост фазы В - из подзарядньпс тиристоров 51-54, мост фазы С - из подзарядных тиристоров 55-58. Выходы каждого из указанных мостов соединены с фазным коммутирующим конденсатором: мост, тиристоров 47-50,- с конденсатором 19, мост тиристоров 51-54 - с конденсатором 20, мост тиристоров 55-58 - с конденсатором 21. Правая обкладка конденсатора 19 соединена со средней точкой 59 главных тиристоров 1 и 4, а левая - со средней точкой 60 коммутирующих тиристоров 7 и 10. Правая обкладка конденсатора 20 соединена со средней точкой 61 главных тиристоров 3 и 6, а левая - со средней точкой 62 коммутирующих тиристоров 9 и 12. Правая обкладка конденсатора 21 соединена со средней точкой 63 главных

92

тиристоров 5 и 2, а левая - со средней точкой 64 коммутирующих тиристоров 8 и 11. Управляющие электроды всех подзарядных тиристоров 47-58

подключены к формирователю 65 сигналов управления подзарядными тиристорами (фиг.2) системы 66 управления,

Между шинами 44 и 45 диодных мостов 32-35, 36-39 и 40-43 включены две

параллельные цепочки, одна из кото- рых состоит из конденсатора 67, а другая - из резистора 68. Кроме того, в шину 69 включен датчик 71 тока, между шинами 69 и 70 - конденсатор

72 фильтра, а параллельно ему - датчик 73 напряжения,

11редлага,емый инвертор работает следующим образом.

При работе инвертора на нагрузку

28 первичные обмотки 25 (точки 74 и 75), 26 (точки 76 и 77) и 27 (точки 78 и 79) трансформаторов 23-24 тока обтекаются током нагрузки. Токи вто- , ричных обмоток 29-31 выпрямляются

подзарядными диодными мостами 32-35, 36-39 и 40-43, в результате чего на шинах 44 и 45 диодных мостов постоянно имеется выпрямленное напряжение заданного уровня, которое постоянно

прилагается к входам тиристорных мостов 47-50, 51-54 и 55-58, В пусковом -или тормозном режимах, а также при кратковременных просадках напряжения в силовой сети инвертора, когда напряжение на входе инвертора ниже порогового значения, а ток инвертора превьшгает пороговое значение, срабатьтают соответственно датчик 73 напряжения и датчик 71 тока, которые

посылают разрешающие сигналы на формирователь 65 импульсов управления подзарядными тиристорами 47-58 в систему 66 управления инвертора (фиг.2),

Формирователь 65 сигналов управления подзарядными тиристорами 47-58 состоит из шести логических элементов -НЕ, являющихся стандартными микросхемами серии КМ155.

Система 66 управления подает сигналы на открытие главных тиристоров , 1-6 и коммутируюищх тиристоров 7-12 согласно диаграмме импульсов (фиг.З), Б указанной системе управления используется 150-градусной закон управления с длительностью сигналов.управления главными тиристорами 1-6 150 эл.град и коммутирующими тиристорами 7-12 120 эл.град. При этом вклю31

чение тиристоров подэарядного устройства происходит следующим образом.

Предположим, что коммутирующий конденсатор 19 фазы А инвертора должен зарядиться со знаком + на правой обкладке через открытые главный тиристор 1 и коммутирующий тиристор 10. Если при этом поступает разрешающий сигнал на включение устройства подзаряда, то сигналы поступают на открытие тиристоров 49 и 50 подзаряда, разрешая тем самым дозарядить конденсатор 19 при той же полярности его от источника подзаряда (шины 44 и 45) по цепи: шина 44 - подзаряд- ный тиристор 49 - точка 59 - правая о.бкладка конденсатора 19 - левая обкладка конденсатора 19 - точка 60 - подзарядный тиристор 50 - шина 45, Сигнал на включение подзарядных тиристоров 49 и 50 идентичен сигналу на включение коммутирующего тиристора 10.

При работе катодного плеча фазы А и необходимости подзарядить конденсатор 19 обратной полярностью подаются сигналы на включение тиристоров подзаряда 47 и 48, сигнал на включение .которых идентичен сигналу на включение коммутирующего тиристора 7.

При этом дроссель 46, включенньй в шину 44, ограничивает скорость нарастания тока d тиристоров 47- 50 (51-54 и 55-58) в цепи подзаряда коммутирующего конденсатора 19 (20 и 21). А конденсатор 67, включенный- между шинами 44 и 45, обеспечивает сглаживание пульсаций в сети подзаряда, т.е. на шинах 44 и 45. Кроме того, для предотвращения холостого хода трансформаторов 22-24 тока между шинами 44 и 45 установлен резистор 68, предназначенный для ограничения максимального значения напряжения на шинах 44 и 45.

Таким образом, предлагаемая схема инвертора постоянно обеспечивается возможностью дополнительного под- заряда коммутирующих конденсаторов

94

19-21 независимо отсостояния источника питания самогоинвертора, что позволяет тюстоянноиметь условия надежной коммутацииинвертора.

Формула изобретения

Трехфазный инвертор напряжения, содержащий подключенные к входным

выводам конденсатор фильтра, трехфазный мост гл авных тиристоров, за- шунтированных обратными диодами, выводы переменного тока которого соединены с целью нагрузки и с одними

выводами конденсаторов коммутирующих цепей, другие выводы которых соединены с выводами переменного тока трехфазного моста коммутируюш х тиристоров, основные пофазные пары последовательно соединенных подзарядных

тиристоров, а также блок управления, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности работы путем дополнительного подзаряда коммутирующих конденсаторов, он снабжен дросселем, дополнительными пофазны- ми парами последовательно соединенных подзарядных тиристоров, образзта- щих мосты с основными пофазными парами, подзарядных тиристоров, и дополнительными подзарядными однофазными мостами диодов, к диагонали переменного тока каждого из которых присоединена вторичная обмотка одного

из введенных трансформаторов тока с первичной обмоткой, включенной в соответствующую фазу цепи нагрузки, а их вьшоды постоянного тока объединены и зашунтированы введенными конденсатором и резистором и подключены через дроссель к объединенным диагоналям постоянного тока образованных мостов подзарядных тиристоров, управляющие электроды которых соединены

с формирователем подзарядных импульсов, введенным в блок управления, один вход которого присоединен к выходу датчика входного тока, а другой вход - к выходу датчика входного напряжения.

JL n

О SO т zm sso iso svo взо i2o gto зл.аэ

Фаг.З

Составитель А.Рухман Редактор И.Шулла Техред Н.Глущенко Корректор Г. Решетник

Заказ 2525/52 Тираж 660Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в тяговом электроприводе. Целью является повышение на- дежности. Устройство содержит мосты главных 1-6 и коммутирующих 7-12 тиристоров. Первичные обмот- :- ки 25-27 трансформаторов тока 22-24 включены в диагонали подзарядных диодных мостов 32-35, 36-39 и 40-41. Выходы последних объединены в отдельную сеть постоянного тока, с шинами 44 и 45 которой соединены входы мостов подзарядных тиристоров 47-50, 51-54 и 55-58, выходы которых соединены с коммутируюш г1ми конденсаторами 19-21. Это позволяет обеспечить дополнительный подзаряд конденсаторов инвертора независимо от уровня или наличия напряжения в сети питания инвертора. 3 ил. С ;7 28 S (Л оо со ю о со Фи8.1