Автономный инвертор напряжения Советский патент 1989 года по МПК H02M7/515 

Л -ЦНfut.t

. 1471269 Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в регулируемых электроприводах переменного тока, в частности для частотного управления асинхронными тяговыми электроприводами на транспорте.

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг. 1 приведена функциональная схема автономного инвертора напряжения с примером конкретной реализации отдельных блоков; на фиг. 2 - диаграмма импульсов управления, поясняющая один из возможных способов управления, причем номерация импульсов совпадает с номерацией элементов; на фиг. 3 - функциональная схема од

10

15

ройства. Мосты 2, 3 и 5 состоят из тиристоров 12-29, а мост 7 из.диодов 30 - 33. Коммутирующий узел 8 представляет собой мост на тиристорах. 34-37 с ко у1мутирующими конденсатором 38 и Д1зосселем 39 в диагонали. Узел 9 связи состоит из тиристоров 40-43 связи, а дополнительный коммутирующий узел 10 - из тиристоров 44 и 45 из дополнительных конденсатора 46 и дросселя 47.

Принцип действия предлагаемого устройства в режиме потребления энер гии нагрузочной машиной заключается в том, что предварительно заряженный дополнительный коммутирующий узел 10 в момент начала коммутации по сигналу системы 11 управления че .. f II J .fUftfl Ml С

ного из возможных вариантов формиро- Q рез мост 5 распределительных тирисвателя сигналов управления автоном- .ного ийвертора напряжения.

Устройство содержит основной источник 1 постоянного напряжения.

торов включается параллельно нагрузке 4, вследствие чего ток нагрузки 4 переводится из цепи основных тирис торов 2 в цепь дополнительного комму

- 1 -..в л. .л.ллл te. л. J

МОСТ 2 основных и мост 3 обратных ти-25 тирующего узла 10, и основные тирисристрроВ( соединенных своими входами с шинами основного источника 1 постоянного напряжения,-нагрузку 4, сое- диненнзто с объединенными вьшодами переменного тока обоих мостов, мост 5 распределительных тиристоров, соединенный своими вьшодами переменного тока с нагрузкой 4, дополнительный источник 6 постоянного напряжения, диодный мост 7, выводы переменного тока которого соединены с выводами основного источника 1 постоянного напряжения, а вьшоды постоянного тока соединены с вьшодами дополнительного источника 6 постоянного напряжения, основной коммутирующий узел 8, входы которого соединены с выводами дополнительного источника 6 постоянного напряЖ Ения, узел 9 связи, входные, выводы которого соединены с выходным выводом основного коммутирующего узла 8, а выходные выводы соединены, с входными выводами моста 5 распределительных тиристоров, выводами дополнительного источника 6 посг тоянного напряжения, дополнительный коммутирующий узел 10, входные вьшоды которого соединены с выходными выводами узла 9 связи, а выходные выводы соединены с входными вьшодами моста 5 распределительных тиристоров систему 11 управления, вьпсоды кото- i рой подсоединены к соответствующим управляющим выводам тиристоров уст

30

35

40

45

50

55

торы 2 запираются разностью напряжений дополнительного коммутирующего узла 10 и основного источника 1 постоянного напряжения, при этом напряжение на конденсаторе дополнительного коммутирующего узла 10 снижается.. Затем по сигналу системы 11 управления последовательно с дополнительным коммутирующим узлом 10 включается основной коммутирующий узел 8, который через узел связи запирает один из коммутирующих тиристоров дополнительного коммутирзтощего узла 10.

Ток нагрузки 4, протекая через последовательно соединенные основной 8 и дополнительный 10 коммутирующие узлы, перезаряжает основной узел 8 и, когда его напряжение оказывается направленным навстречу и выше напряжения дополнительного узла 10, по сигналу системы 11 управления включаете ся один из обратных тиристоров 3 и ток нагрузки 4 переводится в его цепь, вследствие чего остаточное найряже- ние обоих коммутируиищх узлов 8 и 10 в конце коммутационного процесса оказывается ниже его начального значения, что обеспечивает надежное ог раничение напряжения на всех элементах устройства и достижение поставленной цели.

Устройство позволяет использовать его в режиме рекуперации энер гии нагрузочной машиной при неизмен

0

5

ройства. Мосты 2, 3 и 5 состоят из тиристоров 12-29, а мост 7 из.диодов 30 - 33. Коммутирующий узел 8 представляет собой мост на тиристорах. 34-37 с ко у1мутирующими конденсатором 38 и Д1зосселем 39 в диагонали. Узел 9 связи состоит из тиристоров 40-43 связи, а дополнительный коммутирующий узел 10 - из тиристоров 44 и 45 из дополнительных конденсатора 46 и дросселя 47.

Принцип действия предлагаемого устройства в режиме потребления энергии нагрузочной машиной заключается в том, что предварительно заряженный дополнительный коммутирующий узел 10 в момент начала коммутации по сигналу системы 11 управления че .. f II J .fUftfl Ml С

Q рез мост 5 распределительных тиристоров включается параллельно нагрузке 4, вследствие чего ток нагрузки 4 переводится из цепи основных тиристоров 2 в цепь дополнительного комму- - - 1 -..в л. .л.ллл te. л. J

тирующего узла 10, и основные тирис5 тирующего узла 10, и основные тирис0

5

0

5

0

5

торы 2 запираются разностью напряжений дополнительного коммутирующего узла 10 и основного источника 1 постоянного напряжения, при этом напряжение на конденсаторе дополнительного коммутирующего узла 10 снижается.. Затем по сигналу системы 11 управления последовательно с дополнительным коммутирующим узлом 10 включается основной коммутирующий узел 8, который через узел связи запирает один из коммутирующих тиристоров дополнительного коммутирзтощего узла 10.

Ток нагрузки 4, протекая через последовательно соединенные основной 8 и дополнительный 10 коммутирующие узлы, перезаряжает основной узел 8 и, когда его напряжение оказывается направленным навстречу и выше напряжения дополнительного узла 10, по сигналу системы 11 управления включаете ся один из обратных тиристоров 3 и ток нагрузки 4 переводится в его цепь, вследствие чего остаточное найряже- ние обоих коммутируиищх узлов 8 и 10 в конце коммутационного процесса оказывается ниже его начального значения, что обеспечивает надежное ог раничение напряжения на всех элементах устройства и достижение поставленной цели.

Устройство позволяет использовать его в режиме рекуперации энер гии нагрузочной машиной при неизмен

ном направлении тока и изменении полярности напряжения в звене постоянного тока.

Согласно диаграмме управления (фиг. 2) предлагаемый автономный ин вертор напряжения работает следующи образом.

Допустим, в начальный момент времени включены тиристоры 12, 15 и 16 основного тиристорного моста 2, знаки зарядов коммутирующих конденс ;торов 38 и 46 показаны на фиг. 1. В момент времени t снимается сигнал

управления с тиристора 16 и подается с задержкой на тиристор 17, одновременно со снятием сигнала с тиристора 16 включаются тиристоры 44 и

45дополнительного коммутирующего узла 10 и тиристоры 27 и 28 распределительного моста 5. Ток разряда коммутируннцего конденсатора 46 замыкается по цепи 46-47-45-27-4-28-4446и разность напряжений конденсатора 46 и основного источника 1 пос- тоянного напряжения оказывается приЛоженной к тиристорам 15 и 16 в обратном направлении, что приводит к снижению протекающего через них тока. Поскольку ток в цепи тиристора

16 ниже тока тиристора 15, то запирается тиристор 16, а тиристор 15 остается включенным. В момент време

ни tj, включается тиристор 35 основного коммутирующего узла 8 и подается сигнал на включение тиристора 23 моста обратных тиристоров 3. Ток конденсатора 38 по цепи 38-39-41-45- 05-38 запирает коммутирующий тиристор 45 дополнительного коммутирующе- го узла 10 и, замыкаясь затем по цепи 38-39-41-27-4-28-44-46-47-35-38 перезаряжает конденсатор 38, продолжая разряжать конденсатбр 46. Одновременно по цепи тиристора 43 узла 9 связи: 38-39-43-35-38 обеспечивается независимый от величины тока Haj py3- ки перезаряд конденсатора 38.

В тот момент, когда напряжение перезарядившегося конденсатора 38 окажется выше напряжения конденсатора 46 их разность по цепи: 38-35-47-46- 44-29-23-15-27-41-39-38 приведет к отпиравию тиристора 23 моста обратных тиристоров 3, к замыканию тока нагрузки по цепи: 4-23-15-4 и к запиранию тиристоров 35, 44, 28, 27 и 41. Затем по цепям: 6-35-38-39-36

15

20

4712694

6 и 6-47-46-6 произойдет дозаряд коммутирующих конденсаторов основного 8 и дополнительного 10 узлов.

Последующие коммутации осуществляются аналогично описанной в соответствии с диаграммой управления тиристорами, приведенной на фиг. 2.

Система управления, вьшолненная IQ по известной-схеме (фиг. 3), состоит из задатчика 48 импульсов, выполненного в виде тактового генератора, выдающего простую последовательность однополярных импульсов, распределителя 49 импульсов, например регистра сдвига, логических элементов И 50-55 и ИЛИ 56-63 устройств 64-67 задержки времени (одновибраторов, линий задержки) и выходных усилителей-формирователей 68-95. Блоки 64-95 могут быть вьшолнены согласно (2).

Ф о р м у ла изобретени

25

30

35

40

45

0

5

- Автономный инвертор напряжения, содержащий подключенные к выводам основного источника постоянного напряжения трехфазные мосты основных и обратных тиристоров, выводы переменного тока которых объединены и подключены к выходным выводам и выводам перемен- ного тока трехфазного моста распределительных тиристоров, диодный мост, выводы переменного тока которого соединены с выводами основного источника постоянного напряжения, а выводы постоянного тока - с выводами дополнительного источника постойнно- го напряжения и с входом двухтактного узла принудительной коммутации, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности, он снабжен дополнительным коммутирующим .узлом и узлом связи,вьтолненным в виде четырех попарно-последовательно- согласно соединенных тиристоров связи, общие точки которых объединены и подключены к выходу двухтактного узла принудительной коммутации, причем первая пара тиристоров связи соединена с выводами постоянного тока моста распределительных тиристоров ; разноименными электродами и с тиристорами дополнительного коммутирующего узла одноименными электродами, а вторая пара тиристоров связи подключена во встречном направлении к дополнительному источнику постоянного напряжения, зашунтированному после -Ш - Ш -л

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для частотного управления асинхронными тяговыми электроприводами на транспорте. Целью изобретения является повышение надежности. Устройство содержит мосты основных 2 и обратных 3 тиристоров. Основной 8 и дополнительный 10 коммутирующие узлы соединены между собой через узел связи 9. Дополнительный коммутирующий узел 10 включается в момент начала коммутации параллельно нагрузке 4 через мост распределительных тиристоров 5. Основные тиристоры 2 запираются разностью напряжений узла 10 и основного источника 1. Затем последовательно с узлом 10 включается узел 8, который через узел связи 9 запирает один из тиристоров узла 10. Ток нагрузки 4 перезаряжает узел 8 и затем переводится в цепь одного из обратных тиристоров 3. 3 ил.