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

. 1

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

Цель изобретения - повышение надежности инвертора путем защиты.глав- пык тиристоров при перегрузках и опрокидывании инвертора.

На фиг, 1 представлена принципиальная электрическая схема трехфазного инвертора напряжения; на фиг. 2 - принципиальная схема формирования импульсов управления гасящих тиристоров при перегрузках и при коротком замыкании в звене постоянного тока; на фиг. 3 - диаграмма импульсов управления всеми тиристорами инвертора при перегрузках в звене постоянного

тока; на фиг. 4 - то же, при коротком замыкании в звене постоянного тока.

Трехфазный инвертор напряжения (фиг, 1) содержит мосты основных тиристоров 1-6 и коммутирующих тиристоров 7-12, обратные диоды 13-18 и цепи 19-24 индивидуального гашения. Каждая цепь 19-24 содержит трансформатор 25 тока с первичной обмоткой 26 и вторичной обмоткой 27 и диодный мост 28. П.ервичная обмотка 26 трансформатора 25 тока каждой цепи включена последовательно с обратным диодом своего плеча. Вторичная обмотка 27 каждого трансформатора 25 тока включена в диагональ дополнительного диодного моста 28 своей цепи. Выходы каждого диодного моста 28 подключены к обкладкам своего гасящего конденсатора 29. Одна из обкладок конденсатора 29 в каждой цепи соединена с катодом гасящего тиристора 30, другая обкладка его соединена с выводом 31 дросселя 32 своего гасящего модуля. Анод гасящего тиристора 30 в каждой цепи 19, 21, 23 анодного плеча подключен к плюсовой шине 33 звена постоянного тока, а в каждой цепи 20, 22, 24 катодного плеча он подключен к средней точке 34 (35, 36) основных тиристоров, к которой подключен, кроме того, второй вьшод 37

дросселя 32 цепи 19 (21, 23) анодного плеча. Второй вывод 37 дросселя 32 цепи 20, 22,24 каждого катодного плеча подключен к минусовой шине 38 зв.ена постоянного тока. Между средней точкой 34 (35, 36) главных тиристоров 1 и 4 (3 и 6, 5 и 2) и сред1

20

3289062

ней точкой 39 (40 и 41) коммутирующих тиристоров 7 и 10 (9 и 12, 11 и 8) в каждой фазе А (В и С) инвертора включен коммутирующий конденсатор 42 (43 и 44). Кроме того, между шинами 33 и 38 звена постоянного тока последовательно с Датчиком 45 тока включен конденсатор фильтр 46, в

Q шину 33 включен датчик 47 тока, а к выводам вторичной обмотки 27 каждого трансформатора 25 тока подключен резистор 48, На все тиристоры 1-6, 7-12 и 30 цепей 19-24 инверто g pa поступают управляющие имЦульсы от системы 49 управления (фиг. 2), При этом сигнаоты управления гася щим тиристорами 30 всех цепей 19-24 формируются при перегрузках в формиро вателе 50 и пря коротком замыкании в звене постоянного тока в формирователях 51 и 52, а затем после логической обработки в блоке 53 сравнения поступают непосредственно на гасящие

25 тиристоры 30 модулей 19-24 в зависимости от выбранного алгоритма защиты инвертора.

Установка датчика 47 тока отстроена на среднее значение тока перегрузки инвертора, а уставка датчика 45 тока отстроена на максимальное мгновенное значение тока в цепи конденсатора фильтра 46.

При перегрузках привода, т.е. при повышении уставки датчика 47 среднего значения тока перегрузки инвертора от датчика 47 поступает сигнал на систему 49 управления (фиг.2). При наличии этого сигнала формирователь импульсов управления гасящих тиристоров 50 системы 49 управления формирует сигналы на включение каждого гасящего тиристора 30, причем управляющий сигнал на каждый из них поступает одновременно с сигналом управления комнутирутащим тиристором своего плеча.

Формирователь 50 управляющих импульсов гасящих тиристоров 30 состоим из шести стандартных логических элементов И, кажд,ый цз которых вьща- ет сигнал на открытие своего гасящего

. тиристора при наличии сигнала от датчика 47 в момент открытия коммутирующего тиристора того же mie4ajK кото55 рому относится модуль указанного гасящего тиристора.

Допустим сигнал от датчика 47 пос-

30

35

40

45

50

тупил в момент t. (фиг, 3), когда

31

крыты главные тиристоры 1, 5.и- 6 (фиг. 1). При этом импульсы гашения на тиристоры 30 поступят .согласно фиг, 3 сначала на тиристор 30 цепи 23, затем на тиристор 30 цепи 22, а затем на тиристор 30 цепи 19.

Для примера рассмотрим работу модуля 19 в момент поступления импульс на коммутирующий тиристор 7, В период предьщущего проводящего состояния главного тиристора 1 он бып принудительно погашен коммутирующим конденсатором А2 через коммутирующий тиристор 7 (фиг. 1), После гашения главного тиристора 1 конденсатор 42 перезаряжается по цепи, содержащей обратны диод 13 и аервичную обмотку 26 трансформатора 25 тока. Импульс тока, прошедший по первичной обмотке 26 трансформатора 25 тока, наводит во вторичной обмотке 27, замкнутой на резистор 48,-два импульса напряжения, соответствующих переднему и.заднему фронтам импульса первичной обмотки 26. Величина сопротивления резистора 48 выбирается из требований предельн допустимого уровня напряжения на гасящем конденсаторе 29. На выпрямителе 28 происходит импульсное двухполу периодное выпрямление указанных импульсов и конденсатор 29 заряжается полярностью +, -, указанной на фиг. 1 без скобок. При поступлении управляющего импульса от формирова

теля 50 системы 49 управления (фиг.2) 35 чение гасящих тиристоров 30 модулей на гасящий тиристор 30 модуля 19 конденсатор 29 разряжается по цепи (фиг,1) точка 31-- дроссель 32 - точка 34 - главный тиристор 1 - шина 33 - гаеящий тиристор 30 - конденса- 40 тор 29.

После закрытия главного тиристора 1 ток разряда конденсатора 29 протекает по цепи обратного диода 13 и, таким образом, конденсатор 29 пере- 45 заряжается до обратной полярности

19-24 по заданному алгоритму работы защиты при коротком замыкании в звене постоянного тока. Таким образом обеспечивается защита главных тиристоров 1-6 при перегрузках и коротком замыкании в звене постоянного тока.

Формула изобретения

Трехфазный инвертор напряжения, содержащий подключенные к входным зажимам мосты основных тиристоров, обратных диодов и коммутирующих тиристоров, выводы переменного тока

+

указанной на фиг. 1 в

скобках. При этом гасящий тиристор 30 закрьгоается, а конденсатор 29 вновь перезаряжается через двз полу- периодный выпрямитель до полярности + без скобок (фиг, 1) в исходное состояние. Тем самым он вновь готов к гашению главного тиристора 1.

С момента времени t (фиг. 3) и далее, пока существует сигнал с датчика А7 среднего значения тока перегрузки, сигналы управления на гасящие тиристоры 30 всех цепей 19-24 будут

5

поступать синхронно с сигналами управления на коммутирующие тиристоры 712, помогая тем самым коммутирующим конденсаторам 42, 43 и 44 закрывать главные тиристоры 1-6. Таким образом, алгоритм включения гасящих тиристоров 30 каждой гасящей цепи 19-24 при перегрузках такой же, как алгоритм включения коммутирующих тиристоров 7-12 своего плеча каяодой фазы.

При этом дроссель 32 ограничивает скорость нарастания тока разряда гасящего конденсатора 29.

При коротком замыкании в звене постоянного тока, т.е. при срьгае инвертирования, например, в момент времени

t (фиг. 4) по фазе А, когда ток

короткого замыкангЛ протекает через главные тиристоры 1 и 4 (фиг. 1), атчик 45 максимального мгновенного значения тока посылает сигнал на формирователи 51 и 52 (фиг. 2). Из поло- ительного перепада сигнала датчика 45 блок 52 формирует уровень логического нуля, запрещающий подачу сигналов управления на все главные тиристоры 1-6. Одновременно формирователь 51 обеспечивает сигнал на включение всех гасящих тиристоров 30 цепей 19- 24, Выходной сигнал формирователя 51 поступает на блок 53 сравнения, состоящий из шести стандартных элементов ИЛИ. Блок 53 обеспечивает вклю

35 чение гасящих тиристоров 30 модулей 40

45

19-24 по заданному алгоритму работы защиты при коротком замыкании в звене постоянного тока. Таким образом обеспечивается защита главных тиристоров 1-6 при перегрузках и коротком замыкании в звене постоянного тока.

Формула изобретения

Трехфазный инвертор напряжения, содержащий подключенные к входным зажимам мосты основных тиристоров, обратных диодов и коммутирующих тиристоров, выводы переменного тока

50 которых соединены через коммутирующие элементы с объединенными выводами переменного тока мостов основных тиристоров и обратных диодов, к которым подключены выходные выводы,

55 отличающийся тем, что, с целью повьшхения надежности работы инвертора путем защиты основных тиристоров при перегрузках и при опро кидывании инвертора, он снабжен цепями индивидуального гашения основных тир)исторов, состоящими каждая из последовательно соединенных тиристора, дросселя и конденсатора, параллельно кoтopo гy подключена диагональ постоянного тока дополнительного диодного моста, Е1 диагональ переменного тока которого включен резистор и вторичная обмотка трансформатора тока, последовательно соединенного первичной обмоткой с обратным диодом того же основного тиристора.

47

5

Запрет на ёключейае &ла6ных тиристород

Фаг. 2.

Редактор С, Пекарь

Составитель А. Рухман Техред Л.Сердюкова

Заказ 3495/55 Тираж 659 . . Подписное ВЫИИПИ 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

Корректор М.Шароши

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть 3S использовано в тяг.овом приводе с бесколлекторными двигателями. Целью является повышение надежности работы инвертора путем защиты главных тиристоров при перегрузках и опрокидывании инвертора. Устройство содержит мост основных тиристоров 1-6. В каждое Плечо моста включена гасящая цепь 19-24, состоящая из последовательно включенных гасящегося тиристора 30, . гасящего конденсатора 29 и дросселя 32, тр-ра тока 25. Первичная обмотка 26 тр-ра 25 включена в цепь обратного диода 13-18 своего плеча, а его вторичная обмотка 27 включена в диагональ диодного моста 28, выходы которого подключены к гасящему конденсатору 29. Это обеспечивает защиту главных тиристоров при не зависимом от напряжения питающей сети прдзаряде гасящего конденсатора каждого плеча. 4 ил. Фие.1