Устройство принудительной коммутации тиристоров преобразователя Советский патент 1988 года по МПК H02M3/135 

Изобретение относится . к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для принудительной коммутации тиристоров в управляемых вьтрямителях,

Цель изобретения - повышение надежности путем ограничения напряжения на коммутирукицих элементах.

На фи г, 1 приведена функциональная схема устройства принудительной коммутации тиристоров преобразователя; на фиг. 2 - пример конкретной реализации устройства; на фиг. 3 - кривые токов I и напряжений и на ком мутирующих конденсаторах и диаграмма управления, где цифры соответствзгют номерам элементов устройства; на фиг. 4 - функциональная схема одного из возможных вариантов формирователя сигналов управления устрёйством при нудительной коммутации.

Устройство (фиг. 1) содержит управляемый вентильный мост 1, подсоединенный своим входом к сети 2 переменного тока, о.сновной коммутирующи узел 3, подключений входами 4 к выходу вентильного моста 1, а выходом 5 - к входу управляемого узла связи 6. Преобразователь 7 подсоединен своим входом к сети 2 переменного тока, а выводами 8 постоянного тока к соответствующим выходам основного коммутирующего узла 3, к нагрузке 9 и к соответствующим выходам дополнительного коммутирующего узла 10, подключенного входом 11 к выходу узла свя§и 6, а другими двумя входами - к выходу вентильного моста. Выводы системы 12 управления подключены к соответствующим управляющим выводам тиристоров устройства.

Преобразователь (фиг. 2) включает тиристоры 13 - 16, а вентильный мост выполнен на тиристорах 17 - 20. Основной коммутирующий узел 3 содержит тиристоры коммутирующие 21,22, зарядные 23,24, распределительные (выходные) 25,26 и коммутирующую LC- цепь из конденсатора 27 и дросселя 28, Узел 6 связи состоит из последовательно соединенных .тиристоров 29,30. Дополнительный коммутирующий узел 10 состоит из тиристрров 31,32 и коммутирующей LC-цепн 33,34.

Система 12 управления (фиг 4) содержит устройство 35 импульсно- фазового управления (СИФУ), вьщаю- щее управляю.щие сигналы через усили

S

0

5

0

5

0

5

0

5

тели-формирователи (УФ) 36 на включение тиристоров преобразователя 7 и вентильного моста 1, которое может быть выполнено любым из известных способов вертикального или горизонтального управления. Определение заднего фронта управляющего сигнала осуществляется с помощью логического элемента И 37, на другой вход которого подается напряжение смещения Ug . Сигнал зад не фронта на тиристоры 21,25,29 и 22,26,30 поступает через элемент временной задержки (таймер) Т 38, соединенный через схему ИЛИ 39 с соответствующими усилителями-формирователями.

Устройство работает следующим образом.

Принцип действия устройства заключается в том, что предварительно заряжеиньш дополнительный коммути- РУЮ1ЦИЙ узел 10 в момент начала коммутации преобразователя 7 по сигналу, подаваемому системой управления 12, включается параллельно преобразова- телю 7, что приводит к его запира- нию и переводу тока нагрузки из цепи преобразователя 7 в цепь дополнительного коммутирующего узла 10 и снижению напряже шя заряда коммутирующего узла 10, после чего по сигналу системы 12 управления предвари- тельн о заряженный основной коммутирующий узел 3 включается в цепь нагрузки 9 последовательно с дополнительным коммутирующим узлом 10, При этом основной коммутирующий узел 3 перезаряжается и в тот момент, ког- . да напряжение перезарядивщегося узла 3 станет вьше продолжающего снижаться напряжения дополнительного коммутирующего узла 10, происходит включе ние преобразователе 7, при этом ток нагрузки 9 из цепи последователь но соединенных основного 3 и дополнительного 10 коммутирзпощих узлов переводится в цепь преобразователя 7 и коммутирующие узлы 3 и 10 запираются,

В результате остаточное значение, напряжения на обоих коммутирующих 3 и 10 оказывается ниже исход-, ного, что обеспечивает надежное ограничение напряжения на всех элементах устройства и повьш1ение надежности путем ограничения коммутационных напряжений. .

В начальный момент времени вклю- . чены тиристоры 13 и 14 преобразователя 7, через которые замыкается ток нагрузки 9. (направление ЭДС питающей сети 2 указано стрелкой), В момент t. система управления подает сигнал на включение тиристора 16, вследстви чего запирается тиристор 14 и в цепь нагрузки 9 вводится ЭДС сети. В следующий момент времени t включаются тиристоры 17,20,22 и 23, вследствие чего конденсаторы 27 и 34 заряжаются в колебательном режиме до напряжения,; величина которого зависит от угла включения oi cot2.) но не ниже, чем амплитуда напрял ения сети 2,

В момент времени tj снимается сигнал управления с входа тиристора 13 и подаются включающие сигналы на входы тиристоров ISsSi и 32, При этом к.рнденсатор 34 начинает разряжаться на нагрузку 9 и вследствие того, что его напряжение Bbraie напряжения питающей сети 25 ток, потребляемый нагрузкой из сети через тиристоры 13 и 16, спадает до нуля и тиристор 13 запирается обратным напряжением, равным разности напряжений конденсатора 34. и сети 2, В момент времени tj подаются включаюа ие сигналы на входы

подготовки к следующей коммутации в момент tj включаются тиристоры 18, 19,21 и 24.

Вентильный мост I вьшолнен на тиристорах для того, чтобы обеспечить заряд коммутирующих конденсаторов в колебательном режиме до напряжения более высокого, чем напряжение пи0 тающей сети 2, и тем самым повысить коммутирующую способность предлагаемого устройства.

Узел 6 связи выполнен на тиристорах для того, чтобы в том случае,

5 когда нагрузка 9 представляет собой электродвигатель, обеспечить надежную работу в режиме рекуперации энергии в сеть 5 переменного тока, .

0 Формула изобретения

. Устройство принудительной коммутации тиристоров преобразователя, содержащее вентильный мост, входом 5 соединенный с выводами для подключе- ния к сети переменного тока, основной коммутирующий узел, вход которого соединен с выходом вентильного моста, а одним из выходов - с входом узла свя

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для принудительной коммутации тиристоров в управляемых вьтрямителях. Цель изобретения - повьачение надежности путем ограничения напряжения в коммутирующих цепях. Устройство содержит подключенные к сети 2 переменного тока преобразователь 7 и управляемый вентильный мост 1, Парал jia,4bno 1:ыходу вентильного моста 1 HK.ioMciu- оспоБиой 3 и дополт тельный 10 ком.мут|- ру1ош,ие узлы (КУ) . Выход 5 КУ 3 через узел связи б соединен с Еходог 11 КУ 10,. Параллельно выходу преобразопателя 7 включена паг- руз)са 9 с соотве7стзу 1ци;- н вь хода1-п1 КУ 3 v , КУ 10, ведение КУ JO и р.к.чю- его параллельно преобразовате- jno 7 Н момент liana.na коммутации пос лед.чего позволяет осуществить- перевод тока нагруз чИ из цепи цреобразо- вателя 7 в цепь КУ 10 и снизить напряжение заряда КУ 10. При этом предварительно заряженный КУ 3 включается в цепь нагрузки последовательно с КУ 10 и перезаряжается. Когда напряжение КУ 3 станет вьппе снижаюаш- гося напряжения КУ 10 ток нагрузки переводится в цепь преобразователя 7, а КУ 35 10 запираются, причем остаточное значение напряжения на них ниже исходного. Это обеспечивает надежное ограничение напряжения на всех элементах устройства. 3 з,п, , 4 ил. ЛЯУКЛ 05 ЬЭ

тиристоров 21,25 и 29, вследствие зи, преобразователь, подключенный сво35

ими выводами по постоянному току к соответствующим другим выходам основного коммутируюи1его узла и к вьшодам для подключения нагрузки, а вьюодами по переменному току - к указанным выводам для подключения сети, и систему управления тиристорами, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности путем ограниче-

г.о к тиристору 31 прикладывается обратное напряжение и он запирается, а ток нагрузки 9 замыкается по цепи нагрузка 9 - тиристор 32 - конденсатор 34 - дроссель 33 - тиристор 21 - конденсатор 27 - дроссель 28 - тиристор 25, .

Одновременно конденсатор 27 перезаряжается по цепи конденсатор 27 - дроссель 28 - тиристор 29 - тиристор 40 напряжен в коммутирующих цепях, 21, в результате чего напряжение пе введен дополнительный коммутирующий

узел, один вход которого соединен с выходом узла связи, два других входа - с выходом вентильного моста, а 4g выходы соединены с соответствук1щими ; выходами преобразователя, причем указанные вентильный мост и узел связи выполнены управляемыми, управляющие входы вентильного моста, дополнитель- gQ ного коммутирующего узла и узла свярезарядившегося конденсат-ора 27 ока- зьшается направленным навстречу и выше напряжения конденсатора 34. Разность этих напряжений, приложенная в положительном направлении к преобразователю 7, приводит к отпиранию тиристоров 15 и 16, на входы которых поданы управляющие сигналы и через : которые замыкается ток нагрузки, а тиристоры 21, 25 и 32, ток через ; которые спадает, -запираются. Конечное значение напряжения на конденсаторе 27, представляющее сумму избыточного напряжения коммутации и напряжения на конденсаторе 34, оказывается ниже исходного напряжения вследствие предварительного снижения напряжения на конденсаторе 34. Для /

зи подключены к соответствующим выходам системы управлертя.

ими выводами по постоянному току к соответствующим другим выходам основного коммутируюи1его узла и к вьшодам для подключения нагрузки, а вьюодами по переменному току - к указанным выводам для подключения сети, и систему управления тиристорами, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности путем ограниче-

напряжен в коммутирующих цепях, введен дополнительный коммутирующий

зи подключены к соответствующим выходам системы управлертя.

ч вь л

И « tfIS 11 fS 19 К ИгШ 2 2{ }93132

1ии|ГГииинн

f

4, Устройство по п. 1, отличающееся тем,-что узел связи вьтолнен в виде цепочки из двух последовательно соединенных тиристоров

II

Vu,Z

чг

IF

-hi

9иг.З