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

(21)4261559/24-07

(22)29.04.8/

(46) 15,07.89. Бит. № 26

(71) 1пучио-11сследовятсльс ии институт .1нтоматики и электромеханики при Тог ском институте автоматизиро- naiini.ix систем упр;-вления и рпдио- электроники

(72)Н.Л. Михлегзич, Л.Ю. Рождестпенс- кий, Л.В. Федоров и В,Н. Чсреьтсии

(53)621.316.727 (088.8)

(56)Анторское свидетельство СССР К 849393, кл. Н 02 М 7/515, 1981.

Wcrnor Kuhn, Klaus Moll. Umrich- ter nach dem Uncerschwingungsvarfa- hren fiii; Industrie le Antriebe, 1983, 65, Heft 11, S. 377. b, 4.

(54)АВТОНОМНЫП ТПРНСТОРНЬВ ИНВЕРТОР

(57)Изобретение относится к элект- porexiLUKG и может быть использовано

- в тиристорн1.1х П1 еобразоватепях частоты, преу;назначенных регулируемого асинхронного электропривода. Целью изобретешт является повышение устойчивости работы инпертора и расширение частотного диапазона. Аптоиом- шлй тиристорный инвертор содержит форм1рователь 1 многофазной системы импул11сов с m выходами и m однофазных инверторов, содержащих токоог- раничиваюгций дроссель 2, вентили 3 обратного тока, основные тиристоры 4, 5, коммутирующие тиристоры. Включение дополнительного дросселя 22 между основными тиристораьо 4, 5 и 1зент1шями 3 обратного тока Позволяет yMefrbuniTb время выключения тиристоров. Контроль с Помощью блоков 21 формирования позво.чяет увеличить надежность выключения тиристоров. 7 ил.

с

(Л

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тиристорных преобразователях частоты, предназначенных для регулируемого асинхронного электропривода. Целью изобретения является повышение устойчивости работы инвертора и расширение частотного диапазона. Автономный тиристорный инвертор содержит формирователь 1 многофазной системы импульсов с M выходами и M однофазных инверторов, содержащих токоограничивающий дроссель 2, вентили 3 обратного тока, основные тиристоры 4,5, коммутирующие тиристоры. Включение дополнительного дросселя 22 между основными тиристорами 4,5 и вентилями 3 обратного тока позволяет уменьшить время выключения тиристоров. Контроль с помощью блоков 21 формирования позволяет увеличить надежность выключения тиристоров. 7 ил.

4 СО 4

О5

Изобретеш1е относится к электро- техш1ке и может быть использовано в тнристориых преобразователях частоты, предназначенных для регулируе- мого асинхронного электропривода.

Цепью изобретеш я является повышение устойчивости работы инвертора и pacimipeiuie частотного диапазона.

На фиг. 1 представлена принципи- альная электрическая схема автономного тиристориого инвертора; на фиг. 2 - то же блока формирования управляющих И№1ульсов; па фиг. 3 - то же, блока обработки входного сиг- пала; па фиг. 4 - блок-схема блока усилителей мощности; па фиг. 5 - временные дпаграммы, поясняющие сущ- пость и принцип дейстнпя автономного тиристорного И}1нертора; на фиг.6- временные диаграмм., пояс1 яю 1,ие при jipui действия формиропа 1пн уп- равляю1цих импульсов; на фигч 7 - диаграммы, поясняющие Г рип1Ц1П работы блока обработки входного сигнала.

Лвтопомный тиристорлый инвертор (фиг, 1) содержит форм -1рователь 1 многофазной системы импульсов управления с га выходаьо, m однофазньос инверторов, каждый из которых содермшт токоограничитепьиый дроссель 2, при- соединепньп к катоду первого вентиля 3 обратного тока и к аноду первого основного тиристора 4, катод которого одновременно подключеп к аноду второго основного тиристора 5, выходному зажиму 6 инвертора и коммутирующему дросселю 7, вторая клемма которого присое,чииена к катоду первого 8 и аноду второго 9 коммутиру 0 цего тиристоров, анод и катод которых соответстве 1но под слючены к общей точке первого 10 и второго 11 комму- тируюп1 1х конденсаторов, при этом вторая клемма первого коммутирую дего ко 1де 1сатора 10 присоеди 1епа к второ клемме первого токоограничительиого дросселя 2 и к входному зажиму 12 инвертора, иред11аз 1ачепиому для подключения к положит ел biioNry полюсу источ-

1шка , а вторая 1спемма второго коммутирующего ко1щепсатора 11 под- подключена к второму входному зажиму 13 инвертора, предпазначе1И1ому для подключения к отридательному полюсу источш1ка пптания инвертора, и к второму токоограничительпому дросселю 14, вторая клемма которого присоедп- пепа одновременно к катбду второго

0 5

0 5 0 j .

5

oc io uioro тиристо15а J и аноду второ го 15 обратного тока, катод которого подключен к первого вентиля 3 обратного тока, при этом упра1ШЯ 01 и1е электрод коммутиру 01цих и основных тиристоров 8, 9 и 4, 5 каждого однофазного инвертора под- ключе 1ы к первому 16, второму 17, третьему 18 и четвертому 19 входам блока 20 усилителей мощности соот- ветствешю; m блоков 21 формирова- Ш1Я управля ощих сигналов, в состав каждого однофаз ого инвертора входит допол)п1тельпый дроссель 22, один из зажимов которого присоединен к катоду первого, аноду второго основ- тиристоров 4, 5, а также к первому входу 23 блока 21 формярова}1ил упрд шяю1цих сиг 1алов, а другой - к объеди11е 1ИЬ г. )/:у , катоду второго вентилей 3, 15 i)6paTf oro тока и к второму входу 24 блока 21 фop в poвaшlя управля10 илх сигналов, при этом третьи входы 25 всех блоков 21 формирования упратзляющих сигналов объединены и под :лючепы к клемме 26, предназпаче пгой для подклю- 4eiam генератора заполняющих импульсов, а четвертые входы 27 присоединены к выходам блока 1 управления, первый, второй, третий и чет1зерт 111 ВЫХОД ; 28-31 блоков 21 формирова- 1ШЯ т1равляю {их сигналов подкп очены соответстве П1о к од 1оимеп 1ым входам блока 20 усилителей мощности.

КаждьпЧ из блоков 21 фop D poвaпия paвля 0 l J x сигналов (фиг. 2) со- держгг блок 32 обработю сигнала, входы которого яв-ляюся 23 и вторым 24 входами блока 21 формирования Т1равля ощих сигналов, элемент И 33, первый 34 и второй 35 каналы формирования, каждый из которых состоит из второго, третьего и четвертого элементов И 36-38, двоичного счетчика 39, первого 40, второго 41, третьего 42 элементов И-НЕ, первого 43 и второго 44 RS-триггеров, причем выход второго элемента И 36. подключен к счетному входу двоичпого счетчика 39, установочный вход которого под- Ю1ючен одновремен Ю к входу третьего элемента И 37, S-входу первого и R- входу второго RS-триггеров 43, 44 соответственно, первый и четвертьй выходь двоичпого счетчика 39 подклю- 4eHJji к входам второго элемента И-НЕ 41, а второй и третий - к входам

парного Э- К МС Н га 40, лыхол i.n- Topoi o coCj iMULMi С- )М пег ишч) RS-Tpun-epa 41, подключенного Bbixo- дом ь: ггорому иходу третьего fjU MtMi- та И 37, пькод второго элемента If-Hl 41 под1спючен к ихо/1ам нторспч) и чрт- пертого элемеито И 36, 38, при тгом пторой пход элсмент а 38 .-.гн дшк с выходом гпорог-о RS-триг герл 44, л трети нход invtKJTioMeii к S-пходу })го- рого RS-тригтера 44 и нмходу элемента И-ИК 42, iiejiBiiirt пход KoTopoin пяд кдючен к вьгходу элемента 37, итор,: нход.ы эдсмеитоп 42 первого и )Г -орого каналов 34, 35 (jJopMnpon, подь. чен1,1 соответственно к первому 45 и второму 46 вхо.лам б.чока 32 обраПот- ки зход11ого с игнала, уста iionoMrib ч вход двоичного счетчика 39 норного канада 3 форлглроваши подкдь чеи череч nepHf.ii i :)ЛОМ(М1Т И 33 к учтано- почиому чхо.чу ДВОИЧНО1Ч1 счетчш.а 39 BTojjoiH) к 1чала 33 ()ор 11рова ;ия я образует чстие1тгый пхо;; 27 блока 21 фор мир о на ,И). импул ;::(;. вто;) входы 1Г1ч)рыз r лe нгoв М 36 первогчт J4 и 1горогч) 35 капал,; ()ojv№lpOHailHH объе. 1(1И Н1.1 и образуМ :. -

THii иход 2S i lnoica 21 фо 1М1фО,1;1ия упраи. 1лю11Ц х сигналов, выходы эл иен- 1Ч1В il 37, 38 noj/Boro 34 и иторого 35 каНс игов ф lponaIiИ)l я в,-1Я1(/тсл jitp u.iM четис гтмм, liTcpbiM и т ретьеим выходами 2й, 31, 29, 30 21 форми тва I НИН у 1равляюисих сигналов.

Блок 32 обработки входного сигнал (фиг. 3) содеря-aiT первую 47 и вторую 48 oiiTpoHHf.ie пары, к а, ля и я KoTopi.ix состоит ит свето/июдои 1плуч-пчлнн и 1ч. , пеовыГ 49 и шч:) 30 Jti;- ОД1-, nepHfjii 51 и BTopr-.;i 52 усилители НОСТОИ1Ч10ГО тока, потенциометр 53 при Э1ч;м катод и анод спетодиодов-из лучатсней первой 47 и BTOJIOI 48 опт- ронных iiai) объединены и образуют пер- Bbii пход 23 блока 32 обработк нхо/i- ного , анод п катод которых соотвс-тстненно подк-гипчены чсч-ч;ч первый 54 и BTOpoi 55 резисторы г; като- ду первого 49 и аноду второгч) 50 ;nui- дов, анод и като,ч которых объединены и образуют вход 24 блока 32 обработки вход.)ог(; сигнала, катоды све- тодиодов-приемников перво; 47 и второй 48 оптроиньк пар объединены и подключены к неподвижиог-1у котчткту потенплог тетра 53, к 1аи-мме 56, предназначь HHO;I длч по;;ключен1 я псиюжите

Q ;, о ,

Q

0

5

5

1766

jii.Horo пам;1чч- ис 1Ч Ч iiiiK, нит.ч.мич, и чс реа третий 37 и чет;н;р i f.n i ЗН репис- торы к Bf.ixcKuiM первогс 5) и 1 торо1ч 52 усилителей постояннс го тока и б- разуют соответс г гени . ) 4() и первый 45 выходы блока 32 обработки входного ( игнала, и HBeju-iii.ie вхочм первого 51 и BTojioro 52 усилите. le/i постоянного тока ui i;;, 1-люлен1,| к . riiioiM точкам анодов свето/г.1о,;|,ов-п11иемни1хЧ1В п(; 1)вой 47 и пторой 48 отропных пар питого 59 и шестого 60 11ичист(лрон соответственно, ,1е К11Н Ч1кты которых ел.пнены и по;|,к..ч ны к второГ: к. 61, иреднаанач. нно д,ля подк.Ч1 .1чения к отрицательному по.чюсу источника питания 1 к Jrropo y 1.пч; од нилному кошакту потен Ц1С1мет1)а 53, с спльзг|) контакт под с;гючен к . ни1.м входам первого 51 1: нторо1Ч1 52 уси.чпте- :1ей постоянного гокл,

}хлок 20 ус1еи11Ч лей г.01цнос,ти .любой , ч фаз инн(. рт1.)ра ч.. 4) л соотнетст- глпг С фиг. 1 содержи т первый 62, пто- 63, тре 1 И1 .i4 и четвертый 65 уси- j:nTejui мощности сш-налов уираатения коммути)1ун)11Ц1мп и основными тиристо- (var.fH инвертора.

На фиг. 5 приведешь следо кшцш кре- :зa виcи ocти: 66 - диаграмма n.iiFiipn j Ma ynpa JH4fnn работ(ч | основного тиристора 4 иннер ;ора; 67, 68 - диаграммы сигп; . угп авчения пер- льм 8 и BTfipbff.1 9 коммутирУЮ1101М тиристорами cooTiiei С твенно; 69, 70 - диаграммы напряжеииГ) на зажимах первогс 10 и второгсл 11 кгтммути11у)о111их Koiu-ieu- саторов соотне тствешю; 71 - диаграмма нап15яжсч1ия на зажимах KorrNiyTHp ую дросселя 7; 72 - ;и1агрлмм напряжения на д,о||оч 1и тслыюго д рос с win 22; 73, 74 - Д11агра, сиг- н:1лов управления вторым 5 и нервым 4 oClювны oI тиристорами CIJOTBCTCT- ненно; 75, 76 - диаграммы напрл- Ж1.-пий на первого 4 и HixijioГО 5 основных TIlpnCTOJlOB СООТГ... ТСТвенно; 77, 78 - и .щуч; ьс,1 ianiip;Hoi:ie- 1ч: напряжения, П1)ик.ч.ад|,|ва с-мого к пер- во.му 4 и вто;-/ому 5 оснонн1 м тиристо- ра.ч соответственно н мом -мп ы т;иан1 этих тирис1Ч)ро11.

На фиг. 6 Щ ииедены следующие временные ..:1 мости: 79 - диаграмма напряжения, ностунающего на третьи входы 25 бл();с:} 21 |;10)41ироианпя упра a:iMK)iipix сигна.пон с ш-с-сода генератора ; |аночн.Чг,) ул чс-. ч;; SO 83 - диаграммы напряжений, форг-шрую- iiaixcH на парном, нтором, третьем и четвертом щ.гходах двоичного счетчика 39 сооттзе.тстпснио; 84, 85 - диаг- paNfMbi напряжени на ш.кодах элементов 40 и 41; 86 - диаграмма напряжения, иостунающего с нерного пыхода 45 блока 32 обработкт пходного сигнала; 87 - диаграмма наиряже1П1я на пы ходе элемента 42; 88, 89 - диаграммы иаиряжении, фор:и1рую1Щ1хся на выходах иервого и второго RS-триггеров 43, 44 соответственно; 67, 73 - диаграммы напряжений на выходах элементов 37, 38 первого канала 34 (})opNnipoBa- Н11Я, предназначенных для уиравления первым KOMMyTHpyioEuiM и вторым основным тиристорами 8 и 5 соответстиен- но первоГ фазы инвертора; 90 - диаграмма напряжения на выходе :) та 33 (да)И1ое напряжение иротино- фазио по отношению к наирижениш 66 и служит онорньм алгоритмом переключения пторого основного тиристора 5 инвертора); 91 - диаграмма нан- , поступающего с второго выхода 36 блока 32 обработки входного сигнала; 68, 74 - диаграммы сигналов на выходах элеменгоп 37, 38 второго канала 35 формирования, 11редназна- ченных для ynpaiuieiniH вторым коммути руюгдим и nepBi.iM основным соответственно тиристорами 9 и 5 nepnofi фазы инвертора.

На . 7 приведены следую11Ц1е временные диаграммы; 72 - диаграмма напряжения, поступающего на первый 23 второй 24 входы бло1са 32 формировани входного сиги;1ла, соответствующая диаграмма напряжения на дополнительного дросселя 22; 86, 91 - диаграммы сигнапоп, |11ор№1руюии1хс и на первом 45 и втором 46 н.1ходах блока 32 форьй ропания вхо;;ного сигнала.

Инвертор работает с.чедукпши. образом.

При работе блока 21 формирования управляющих сигналов (фиг. 2) на его nepiJLu i 23 и второй 24 входы и одноименные ВХОД. блока 32 обработки входного сигнала (фиг. 3) поступает напряжение 72 в виде разнонамярного пульсирующего напряжения (фит-. 7). Это )1апряже1П1е детектируется по знаку и гал1.вапически развязывается от силовых цепей ппвертора посредством светодиодов-излучателей .первой 47 и второй 48 oiiTpoinii.rx пар и персч.ает

0

5

0

5

0

5

0

5

ся светодиодам-приемникам, затем уси- jHiiiaeToi по мощности и ограничивается но амплитуде первгм 51 и UTopi.iM 52 ус1ии1те. 1ями иостояююг о тока и в виде напряжений импул ьс HI,IX сигналов 86 и 91 подается с первого 45 и второго 46 В1.1ХОДОВ блока 42 обработки 1ВХОДНОГО сигнала на торые входы элементов 42 первого 34 и второго 35 каналов формирования соответственно. На вторые входы вторых элеме})тон 36 первого 34 и второго 35 каналов формирования с третьего входа 25 блока 21 форьо1рования управль-юио х сигналов поступает сигнал 79 с выхода ге- нерач ора запапняющих им11улг сов, подключенного к ютемме 26. На установоч-- ны нход двоичног о счетчика 39 ni |)- K.HiajTa 74 форкп1рова1и1я и (через :)лс;мс11 г -ГЗ) ьл ус1 ии1р,очны11 вхо,. двичиого с.чет .ика 39 в 1 oporo кл нала 35 ф11рмиронания с четвертого входа 27 блока 21 формирования управля- miiuix сигналов поступают опорные напряжения 66 и 90 алгоритмов управления первым 4 и вторым 5 ,1ми тир1 сторами инвертора, 4 ормируемые ,(1)ормирователем 1 ynpaiuieiui. Появление лот ической единицы на установочном входе ДВОИЧНОГ О счетчика 39 является сигналом начала счета имf

пульсов генератора заполняю1Ш1Х импульсов. При этом на первом, втором, третьем и четвертом выходах счетчика 39 форГ Яфуются напряжения в виде прямоугольных г С след о ват ель нос т ей импульс.ов 80 - 83 соответственно. Сигнал, 81 и 82 с второго и третьего двоичного счетчика 39 поступают на входы элеме)1та 40, с выхода которого напряжение в виде сигнала 84 поступает на К-вход первого RS- TpiirT ejia 43, на S-вход которого, а также на R-BXO,;I пторогч) КЗ-триггера 44 п первый нход -«лемента 37 с четвертого входа 27 б. юка 21 пост атает напряжение опорного 66, при этом на в 1ходе первого RS-триггера 43 формируется сигнал 88,. постугшю- 11Д1Й на вход элемента 37, на выходе KOTopoi o формируется сигнал 67 уп- раачения, поступающий на выход 28 блока 21 формирования управляющих сигналов и nepBbti i вход элемента 42. Сигнсчлы 80 и 83 с первого и четвертого В1.1ХОДОВ двоичного счетчика 39 ноступают на входы второго элемента 41, с вьг/сода которого напряже1П1е

9I

в виде чп чис имос 1 i S .) noi. i уплсг i;j neimbiii лхсд :)Л, .58 ii иторой ХС элемента ,6, При 4(4 vnej4 H на рхсчло эломсмп а И 16 ( пгнал.ч лсп лчеслсог о нуля поступление ;iMiiy;ibCfin г снсрато- ра таполиягошлх HMnyjii.c .on ня счетныГ яхол .гцилрпюго счетчика 39 riiie-Ki)ai4-4- ется и ..1 на его ныхоцах остаются нс Изменнымл до окончпшт имиу- льса напряжения опирногч) слгнитла 66. При conплдe rии логичсс inix слишш сигналов 67 и 8ь, noCTyiMi iiiui;; ; входы г..лсмрнта 42, на его i.i,i:-:(,i; })opNOipyeTCH напряжение 8/, нос гуи,so- щес на трет)Й ))ход -элемента 38 и S-вход второго Я5-григгера 44.включение которого осущс стлчяетсл логическим nyjieri ,1ла 87, п Fibnv-ibiucriHc - логичеслсим нулем «.чгориогп см: н.чла - Г1РИ ттом на огг пм. - .оде (;|ОС .лр уегся н; пряжии1;е п пицс с;ил1. ;л,1 8У к io-., даетс л ил второи нхол. Lvie. feHi a 8. Л)и совнал.еиии логичс:ск1 х сдлмл), сигналов S. i, 37 и 89, lu ступан. цгих на входы ivie;L irra И 38, на ---го ги.ичодс tJiopMUpyo , ::/I им11ульс 73 натм Лл.сиии и подасл о la чпл Сгач.ц; школ, 31 ,ло- ка 2; (boi ;ui4i ai:ii;; сигнале - ул хчпче- иии.

Второй капал Зь i} ормир ил ;л; ра- ботае а ггя.чпгилчо, при .: ь 1ч г:ос7 ве опор НС/го с;ил1ала }1Л(Л1ич ис,- польчуетсл нанрлж( 8tJ, притниофа з ное напряжению О, ;i.-i i.i ;o;jax ретье го 37 и четьо1 того 38 ллсмсито) И BTOi oi (i канала 35 ( рь-р -пчил а iniri (|)орми pyi -.Tcn наг111;:;келия л ипл.с И.1нулг,с:ов 68 и 71, ко 1 орме иодагстся с гч | ГЛ с:тс ГlU-IiHO H i brOjJOl 29 и r f- TI l i 30 .Ч(,

блока I ( loiJMUpoBa ВИЧ yujia ijji/iioniii;: сигна,1(1}. Нмпу.гп сы у11ра} Л(лпот си на- j;OH 67, 68, 73 и d4 , ) иные блоком 21 с первого, второгс.). третьего и чс ТГ ер 1 ого Bhixoiton .:. - 31 со- ответст С1П10 по lyiiawT гл одноимсн- входы блока 20 услглктс-.лсй мощности, гд,е они усиливают : и до не- обхо; , ypoi in мо цносги, ra.aij- нанически 1 азвяпыва1;)тс.я со схемой управо1сл ия и подаклч Л соответствен- но г,--1 rieiiBi.ifi, второй коммутиру) и иерв1;гГ, BTopoi i осиови1ле тирлсто- 8, 9 i 4, 5 cooTBf. TCTiieBiioro инвертора ,

П;)едг1оложим, что в рсзул1,тате пред |:1ествую1це1 о нериод а работы нреобра- г орат{,,11 с автсл ом:1.1.м иниерто|5ом первый основной TitpncTop liHBcipToiia от

76

) О

крыт и iipoBo.uiT Toix п., а второй ГИ1)И,; ic p S ((Ьиг. А, диaгJlaм п l 7Ь, 76), при этом

Пёр.ВЬП КОММУТИРУЮЩИГ Ь, Г ПЛГР1Са i О) 10

заряжен до 0,5 К со встречным вап- авлением заряда, а BTopofi KciH.iTCHca- 11 - до нотендпа ы 1,S f,, наира- i jieirne зл15яда i-ij i 1,1)Н11Л совпад. с iifx: ирностыо ис: I ..i i:iiTa;ii fi L. На четвертые вхсдь 27 fvioi;ori /1 4(;;)Nrnpo- мния yirpa jiMJir HUix , ;ло11 с ЯРЛХО-- д, - формирова ;я ( упраппрния иосту-- 11Л.Л 1рямоу1Л1Л1 41 Ч иппульсы oiioi Horo cnrHaj4a 66. И .liMcnT п1емени L, котором СИГВ.1Л ия(н.чeтcя стуиен- ча о от гчнггчсли м л..ллпгстч Л о уля до логпческсч ед.инп. ч., |)о Л :1руется импульс Ь7 упрл . i,41il л г ч : Та . I l ) с

первсч о вько.ча . 8 )Л01;а 2 l Iu), lpo- ча}1ия чо11еп -срЛ1: г :;лт, 62 мгчцности на

.а НЧЯ101 ГИ) Г(;)-Л П(-рВого KOMMVч ируыг.чего 1Л1} )И,-1 г;ра 8. При отпирании 44fi;iiCTopa 8 с контуре коммутации np;jTCKaeT импульс- разрядного конденсатора 11 i:cj пени: (- котьденеатора 1 1 - тиристор В - лроссель 7 - оспов- нс1Й TiipiicToji ; - исгс Чппк иггания V .fj - ков.денсатпр. 1 и - (лпсдс-нсато- ра If) - F,iii;i;)i глрпс-гор 8 - дроссель 7 - гк: Ч .)Г; -rnjiiicTv/p 4 ИГ.ТОЧНПК ГПП ЛПП;

коиденса -

- 0

5

0

Ti. pa 11 и + ко.ил( гра 10 - ;yrnpyiorijfи ти М:с гор В - - росседь 7 - ос1говной тири(.--гор - -- о)- кос-1-и 1(). 13 гчог-гент paBeiii гь а гскс П 1.:ом 1утирj ioiiie- го контура и Т -ьа H. irpy;jKii ocHoi iK r j ти Истор 4 -3ai:i)/u ; -ii , с отот-о мо- oнтa време)И ог-,;ира. Л .м.:тил1л 3 обра1Л)о1ч:) Т(;т;.ч и roi- к;)М, ; т1 ру:о1исго 1-:онгура протека.е-г ч. .доиачси-) i jfi.- ныГ дроссель 22 и веи-гиль Ч обра-rrLO- I-O тока. Интервал BJU-MC-H: Г t- пред С1ааляется для восста С1ки i-лп.ч ракицих С11ОЙСТВ осповщм-о iniTncTopa 4. В течение этог л времопг i,obihiyTHpyioiunc KOfyiencaTopb 10, 11 П1-11ета1;яжаются в соответств Н1 с дпагр.)ммам 69,70, напряжение 71 на ам:.утпрук«;ц.-м дросселе 7 по мере пр;.)Ч ека 1гия тока через него меняет свое вагп авление на противоположно , поддержпная тем самым процесс перечаря;и 1 -ксмму-гпрую - 1ДЛХ ко1щенсато 1ов 1(), . ilrni птом на зажимах допод нито-чмюго .;росселя 22 возникает импу.-л.с ап11яжс нля, которьс суммируется i; в, ;П1 ЯЖ1Л1ием вентиля 3 обра ч;ого -iока и iijinicia- д|.1вается к a iu-jaM ос 1счл1;л-о ти|)исfropa 4 иипсртора (импульс. /7 /аь И - 5аммы 73) , спссоОстпуя тем ctiMhirt его ак гпшюму aaniiiiniiiiw, Дли.тс-.чт,- иость импульсяп 72 напряжении на :1аж.имах доиолпителт.ньк лросссмим : 22 инверторов соотпечч Т)ует yijiirreju.иости rapairntponaniKjj o интервала времеш, нрe/U C i au. incbtoro ociionii(i- му тиристору 4 И.ГП1 ) для надслоинч запирания, и обоспс П111ается пара- MCTpaNDi коммутирующего коггура, ио этому но моменту (к( унчан1 я дел к .тип) этих имнул1,сои можно контроли1м,1цат. окончание процесса загшрапия оспон- пых тиристорои и i iopb;H v,:)na-i T, и д. Н,ш момон иг-1Г1ул I-.C y:ip;iiuieiii .- ii:

ВОфауН1,1М -{ ИрИСГорОм. I l Ji ,)C.;ni,MM-щм УСТРОЙС 1Л1С уН;К1 иЧГПЧМ . : : .: I т.: ;| еТСЛ ИОДаЧС Ha:iiCi.:. ;i, ,( М l ги i,-пого дросс1. ля 22 на n-irji.i,; . ; лм ка 32 о()рабпть;и пход.ного cni ii,iiia. под дейстнИ(. м t .( r ip()4 i нклгпч, гч ;i С етодиод,-и-)Л учат ель irj opo;; оптрикнсм пары А8 (фиг, .) . ,П,а.иее иач уч i-f ипл сигнал формируется усилителем j2 нос, чч )янпог(,1 тпка и в ruiru.- имнулг-с-а Н6 лог ической едииглпл иос-ч упает i.-i - лс;- мент 42 riej-iHoi-o 1,:;и,:1ла 34 IJIL-JIMHIM i :;;i- . С О1чОНч;п-1 1 1 л,С1;стния f . л f фо; мирус 1 ся ::илм1а 1 /. yui iiiueHiin нти рым i,ic Hoviiibif-i тири.С гором 3 и ;1 ; .c;vi n;-i,- . Но ок1ЯГ ,:п1ИИ процесса :.агн11)а си .: г, ми г онт прег.-,ени t: ,, nK jH iUd L- i cs; }yi (- , ой С1СН ЛИ1011 Т я1стор ) и 1;:т Л -л:1:;:етс.;| И1К)цес.с н ср ез.чivn;;/i ICOMI lyrj;pyu iiuix кондс-псатороп 10, 1 IP ,- н,:ч1ям: i- К , - 1;он;ил са I4 p li l - ком.;у i npyi iiiuui

e.ii. / - ОС ) liMioi ,,, Ичиря ;:1.чч . : p пнопе),: ic , с ; ; din, a 0 л Koiiryi: L ;

1 0 - КЧОНД I .i () J41;J I 1

li интернпле м-мемл t t: ДИТ /( ионд,еисч ) орои iO и II, ио i oToiiorc i-;oM-ryTni;-v|.|;-.iin тиристор запирается iai; i-.a i: п rn . 13ремя ток через иеп не иро .гкает, а напряжение на его аноде cTarifunn- ся О 1 ри1,ат(ъл.а1ым nci 01 и :i;:iii-ri to iv но- теиил;1лу 1чатоаа. Г,; .сма 1С -.мм;, -| ,1п;;м г этого момента иремс:ни подготс)« : i-ua i запираш1ю осносиог-о тиристора 5. ii момент иремеии ,j is гг:ии с алгоритг- ами (Д , 90 neoOxoHM Mcj запереть OCnOHH UI ТИ ИСТОр 1) и O l Kplilrb

ociioDiioi i гор 4. Jainiiiaiuu- .нлюНОГО ТИрНСТ01)а 3 ripol -jIUV.nrrCH Пуччм.;

форми е i:a НИН lai .a М 35 . ул I C а fi4

тирис-тч,;) Г) - ,, ти.ристор ч - - 1соиде)сатс 1 с/ 1 жепие к нде са ; Г - кон; енса yiiiiaii.li ения и ичдччл его к-1)еч усили- TfMiT, | } г-1О1 ир к- 141 н. . )a нлиюпци электрод fiTijpciro KnKijHyMipyHi neTo тиристо iTDM И1-ги;-ччря;; коммутиру, 1 1 нрои. чгиии1тс:я

по П.СЧ1И : + 1чонде1 с;1 I ора 11 - (тсион ноГ 141)истор j - лр сс; чг 7 - комму- -гирую1чти 1 тиристор - кондонса-- 11 и (п(; С;1с перехода )Ч)1 ;а i-iyj И1 1 V liiucro KoH i yiia с тиристора 4 па до :олните :1пп1,1Й д.россРЛ 22 и пен- | илт, IJ обра 1Л о1ч-. jaoKa) по депи: -I i;:jHji,eiica гоип II - пентил/, 15 комму5

доиол и-1 ел1,и1Л apoccL jif: 22 aipyiHliUli l ДРОСС /, 7 - КОММУТИРУ ..,ИГ

iTpi .-roji 9 - - К 1и;тепсатора 1 . ); л еченае iiin : р г: ;л:1 .июмепи t:..- t I.: и;- fiCH. )г.г, ч:| Истору 5 при- Q к : ч,1Ч1.., ei4-. чл:; 1ч11ч :1ее :;аг ряжение 78. а иное ., : ;;;. па/клтия )и;н-:еиля lia j e: i4U e 1 : oi p.-i i HOi о r,-)Kj к н.ччряжс - пич чы1О1 1 л,1 ОС(; еля 22, ||;м1 ;j i4)b: ivr poii iioJMioii 1иристо 1 5

, 1Ч), С I /l ;:;l 11.),ЧГ rl-.li i а I (И p а lOIfU I С C (i;i

С 1Чч,-. . ч,;l ГlIleм iM, на ,f.4-)e Ддтнол- И:П1, Л: 4nj4i ЛроС; ечч 2 .Ч Тупа С Г Па

Ч, Tirupo i 24 I xcvu.i Олоь а 21 iu:ч МП р мuiHI я , ч 11 а Ii:i,ч сaaiл (лiг нал он ,

fi гли ечо н /ео1 рач ..:, я j е. 91, ч,.чл упает .i;l пход, элемента 42 i .ipoio jvaiia ч ) г ,;рм11роца н.иц и зад- ( ipoHTriM p ч чр-ji.a e l фо11Г ;И К1 ;Г11ие naiiyjihca 74, .iia н;.ч C iHoro для M ;-|iiii4iH 4 ii a|i 1:1 ОС HouiK:i4 ги;л1С. |ч.ра 4 i И :е1 : oi a . Ilr-inyjit-c 74 ynpaFUic- пья ч, IKJ I Tpi ran i пьссод 30 блока 21 И1С ; . пает на ;ч(.;л уси.пптаи G4 мощ- 141(4141, ал ем (е ; (;меч,;та HpeMeiiH i:,j)

c;.i ;i;vi .. осно- и :; пирает его. С

МЧПИ М1)ОИ ,:ХОДИТ ДО. чч i 4.V1 и; елк а т о р а

iia vnp- ч ччякг.ил а Ч1..-:Ч1 1 и;5ис :Ч1р ч ГС ;ч. момен . ч .: арчд 1чОмму; i; ч ; И по дени:

1141 ЧИрИСТОр 4

1; :точш ка 1 р - оспоп,п,1ч)ссапь 7 - ivOMMy- гиручлчиГ TupncTiap 8 - чон/1енсато 1 1 1 , которь. ч;п:а ичипается через полу пс-рио;г ко; еГ) коммутирующего кон- ; Ура. С мом а.тга ьремени t, схема при холит Т исхс Д.ное с.остолние и CTai o- пм:ся нодгпто11че1И1О1 1 д.|1я яанирания пе) оспоппи: о тиристора 4 (отпирания тирис 1Ч оа 5).

Поньниение устойчивости раОоты opHorti инЕ.ертора достигается угк1чичениег.1 нанряжешт, нри1сла;.,ыоа- 1Л-1ого к основным тиристорам 4, 5 и lU ijepropa li , запирания (/и-.аг рч.ммь 75, 76 ijiHa , 5), путем суммлрог а; ия падения напряжения на пенти- лях 3, 15 обратного тока с импульсами 72 иап1 1яжс:ния допапнителыюго дросселя 22, контролириланием npt)- цессй запирания но напряжешгю допол- нительног о дроссе.пя 22, по окончании которого форм1руются имнз льсьг упранления на отпирание основных тиристоров и ссютпетствии с задан 1ым

алгоритмом пере(и1ючения ,

Блок 21 фop o pOJiaния вьтол гек так, что при любом нлгчуп.-ении цикла работы инвертора автоматически прек- рап(ается процесс фсзрмиропания отпи- paioiinix импульсов управления очеред- Hf.D4 основным тиристором инвертора. Так, в случае пропадания импульса упрап.гкгния комг-о тирyioutHM тиристором при иедостачочноГ его длительности или при отсутств И|. напряжении на допаанительном дросселе 22 что спп/гетелъствует о нег отовиости коьтмутирующсго контура к коммутаи.ии оспозного тиристора, импульсы управ-

лс;лия очередными ос овными тиристора I

не фо11мируются, Tet-i сам1лм предотвращается аварийньп режим работы. При этом п выходном напряжении ис- кл1)чается авариппьц импульс, ин- вертор про;(олжает работать и соот- Bc:TCTFHvr с заданным ал1 оритмо.м управления. Ланная ситуация может иметь место Г) том случае, если в алгоритме управления ус:тройством поякняюто: импульсы, д;пггельность которых не позна;тяет подготовить коммутирующий ,конгу1 дл.| о ереднои коммутадии.

Ус 1 о; чивост1, работы автономного инвертора достигается также тем,что длитс-льность процесса запира1гия (дл1 тел.пост1. интервалов upeN eim t - t,,, L 4 ) основных тиристоров irijiiepTopa устанавгптвается не менее паспортного (гарантированного) значения времеш tgp, предоставляемого тиристорам для восстановления их за пи))аю1Щ1Х свойств, и увязывается с параметрами коммутирующего контура в 1;оотзетстиии с выражением

t gg - TT/LC, MKCJ ,

где L, С - величины индуктинности и емкости соответственно коммутируюпшх контуров инвентора. 1)ормир()ва;1ие 1апряже101я требуемой

фоомы па r bixo/ufbrx зажимах 6 фаз ин10

j пп 25

ЗО

.35

5

0

вертора осу цест1шяется путем юр.ек.чю- чения ocHOHHi.fx TiipncTopcj пнвер rojia в соответствии с алгоритмом заданной формы напряжения.

Уиравлешю трехфаз)1ым тиристорным И вертором осуществляется на основе трех иде1гтичных .-ип-оритмов управления основными тирис10ра 1и каждой фазы И11ве зтора, сдвиг во времеш которых относител1)По друг друга равен

2 ///3 эл.град., при этом на BbixoAHbLX :1ажимах 6 инв(рторов формируется симметричная трехфазная система импульсных напряжени:.

Испальзовапие дополнительного дросселя }з авпчиюмном тиристорном инверторе R соответствии с фиг. 1 позволяет форсировать п опесс запи)а1тя ооювных тиристоров инвертора, снизить ДJгитeлы ocть интервала врсмегш, предоставляемого ocпoвнo y тиристору для восста)1ОП11е1Гия запиракшв1х свойств, как минимум в чстьфе раза по сравнению с- аналогичным интервалом време1ги

3инверторе, принятом в качестве прототипа. Снижеш1е времеь и, гарантирующего надежность запирания основных тиристоров инвертора, путем форсиро- ва1|Ия процесса коммутапди напряжением дополнительного дросселя позволяет повысить устойчивость работы инвертора, расширить диапазон его рабочих частот, снизить NDuniMa.nbHoc значение длительности воспроизводимого инвертором сигнала управления, в существенной степени (примерло вчетверо) улучшить массогабаритные показатели коммутируюищх контуров, скоратить неличину потерь на коммутацию основных тиристоров.

Использование напряжения дополнительного дросселя в цепях формирования сигналов управлешш инвертором позволяет однозначно проконтролировать момент окончания процесса запирания и своевременно сформировать импульс управления основным тиристором, предотвратить возникновеш1е аварийных режимов работы инвертора, восстановить работоспособность инвертора при случайных сбоях как в инверторе, так и в схеме управления.

Формула изобретения

Автономный тиристорный инвертор, содержащий формирователь многофазной системы импульсов с m выходами.

in одиофл; И1)К иннерторов, каждьи из KOTopiiK содержит токоограничптельиьш дроссель, присоединенный к като;;у первого вентиля обратного тока и к

аноду первого основног о тиристора, катод которого подключен к аноду второго основного тиристора, BLI- ходному нажиму инвертора и к комму- ти 1у101дему дроссеиио, вторая ююмма

которого присоединена к катоду первого и к аноду второго коммутирую11Ц1х тиристоров, соответственно анод и катод которых под1ч Л1оче1гы к o6u(eii точке иервог о и второго коммутирующих кон- денсаторов, вторая клемма первого коммутиру1о1:1его конденсатора присоединена к BTopoii клемме первого то- коограничительного ;ii oc ;;cjni и к входному заиатму nHBeiiTi.ijia, ир(уиь и)начен- ному дпп иодключешп к псхпохапсльно- му полюсу источника питания, а вторая клемма второго коммутирующего коденсатора нодюпочена к второму входнму инвертора, преднаянач(Л1ном для подключения к отрицательному полюсу источника питания инвертора и к второму токоограничительному дросселю, , вторая клемма которого ирисоеди- непа к чатоду вто))ого основпог О тири сч ора и к аноду второго вентиля обратного тока, кат(1д которот о под,- ключен к аноду .iro вентиля обратного т ока, управляюище электроды ком мутируюиу1х и основ 1ьгх тиристоров каждого однофазного инвертора иодюио чены к первому, второму, третьему и четвертому } ,млодам блока ycnjuiTejieii мощности cooTfunCTiieHHO, о т л и - ч а 10 щ и и (.-. л тем, что, с целью noBi.niieiDUi устс .ймивости работы пипер- тора и расширения частотного д ;аиа- зона, введены m блоков формирпианпя управляющих сигналов, клемма для подключения генератора заполняюицис им- п льсов, в состав каждого однофазного инвертора введен дополнительный дроссель, один из зажлмов которого присоединен к катоду первого, аноду второго основных тиристоров и к первому входу блока соответствующего формирования упра11ПЯ1.11иих сигналов, а другой - к объединенным аноду первого, катоду второго вентилей обратного тока и к второму входу соответ- ствук) бло1са фop D poвaнvIя управля ющих сигнал(И1, трет1 и входы всех блоков фо М1ирор,а1111я управляющих сигналов об ь :-л,ичены и но; Ю1ючены к клем

5 о 5 0 , 5

5

5

ме для подключения г енератора заполняющих импульсов, а четвертые присо- ед.инены к выходам форьпп)ователя мнсз- гофазной системы и flIyльcoв, иервы11, второй, третий и четвертый В1,гходы блоков формирования ynpaTinjiioiiutx сигналов подключен) соответственно к одноименным входам блока усилителей мощности, каждый блок фо111-о рования управляюпу1Х сигналов содержит блок обработки входного сигнала, входы которого являются первым и вторым . входами блока (1 ормирования управляющих сигналов, элемент И, первый и кана.п1.1 формирования, каждь1Й из которых состоит из второго и тре Tiicro элементов И, двоичного чика, первого, второго, трет;.его ллементов il-HE, neiinor-o и пторсч-о 118-Т1)игг еров, ирмчем выход, iiTopiiro гнтемента к счетному входу ДЛСП1ЧНОГО счетчика, установоч- Hbu i вход которого иод,к;пп-чен одно- вpe :eнllo к входу третьего э.111 мента И, S-нходу иерного и К-;}ходу л орогг. RS-триггероп соо гветстненпо, перщ.п и четвертый выходы двсшчного счетчика под1а1ючены г нходчм пторо1чт элемента И-НЕ, а )Г(011011 и трети - к 1зходам iieiiBoro ;злемента И-ИК;, выход, i которого соединен с U-входом iieiiBo- го RS-триггера, подключенного выходом к второму пходУ третьего элеме1гга 1, В1.1ХОД второго элемента И-ПЕ подключен к вхо/1ам ;ггорого и четвертого 34eN eHTOB И, при :)том второй вход четп(, элемента И соелинен с выходом HTopoi o К8- 1 риггера, а третий вход подклю чен к S-BXO/i,y второго КЗ-триггера и вьп-соду третьего эле- неита , первый вход которого под- к.чючен к выход,у третьего элемента II, вторые входы трегт.их элементов И-ПЕ первого и второго каналов формирона- Ш1Я нодключены соответственно к первому и второму вх;1дам блока обработки входно1 о сигнала, R-вход двоичного счетчика первого канала формирования подключен через первый элемент И к R-входу двоичного счетчика второго канала формирования и образует четвертьи вход блока форьпфования управляюиц1х импульсов, вторые входы элементов Н первого и второго каналов формирова1шя объединены и образуют третий вход блока формирования управляющих сигналов, выходы третьих элементов И первог о и второго ка

1 /U

иа.чон фпрмиронлипя и чстяертр гх элементов И псргкп о и нторог о каналов формирования жшяются первым, чет- иертым, .iM и третьим выходами блока фop ol Klnaния упраш1яюи1их сиг- налов, блок обработки входного сиг - нала содержит первую и вторую оптрон ,ie пары, каждая из которых cocToirr из светодиодов излу 1ателя и г риемни- ка, первый и второй диоды, первьи и второй усшпп-епь постоянного тока, потенциометр и пять резисторов, при этом катод и анод светодиодоп излучателей соответственно nepBoi i и второй оптронных пар объединены и образуют первый вход блока обработки вхоДно- го сигнала, анод и катод которых со- ответствешш подключены через первый и второй резисторы к катоду nepiioi o и и к аноду BTopoi o диодов, анод н катод которых соо . нет ственно объединены и подключ -пы к неподг |гд11ому контак | у потон Ц ометр.:1 к клемме, предназ

76

18

0

5

паченный для подк-чючс ния пг1.пожи1 ель- ного пш1кч:-а источника тнп апия и через третий и четверт1,1й резисторы к и111ходам первого и усилителей постоянного тока и образуют со- отретстпеппо второй и первый выходы блока обработки вход)К)го сигнала, инверсные входы первсто и второго усилителей постоянного тока подключены к обио1м точкам анодов спетодио- дов-приемников nepeoji и второй оптронных пар, пятого и шестого резисторов соответственно, вторые контакты которых обг единен) и подключены к второй клемме, предназначенной для подключеш1я к отрицательному пачюсу источника питания и к второму неподвижному контакту потеншю- метра, скш1ьзя11Ц1й кс нтакт которого подключен к объедипепны - прямым входам первого и второго усилителей постоянного тока.

fae.Z

23

32

157

2i-2i

И D

Л9

fif 046

24

37

«

4-5F

.%i

,

:J

60

4

56

53

-сгз 5

Фиг.5

Фив. k

juSb/ V A

/rte 1ж 7уЦУ

70

II

72

73

7f

7i 76

5

73 6S 8П

81 82

63

У4 .S5

86 67

as

аз

67 7J

so

91 S8 7

tz 0

fuz.S

ft ff ff