Способ управления тиристорным преобразователем частоты с непосредственной связью Советский патент 1989 года по МПК H02M5/257 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах регулируемого асинхронного электропривода.

Цель изобретения - повышение КПД и надежности работы тиристорного преобразователя частоты с непосредственной связью.

На фиг. 1 изображена схема преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений и токов.

Тиристорный преобразователь частоты содержит силовой блок 1 и блок 2 управления тиристорами. Силовой блок 1 содержит 18 тиристоров 3-20, образующие трехвентильные анодные и катодные группы в каждой фазе преобразователя и соединенные между собой встречно-параллельно. Три выхода преобразователя соединены с трехфазной нагрузкой 21-23 по схеме без нулевого провода.

Способ управления тиристорным непосредственным преобразователем частоты осуществляется следующим образом.

В соответствии со значением и по- лярно.стью модулирующих напряжений UM (фиг. 2) производят при каждом очередном линейном напряжении питания и одновременное включение одного тиристора из .анодной (катодной) группы одной фазы преобразователя и двух тиристоров по одному из каждой катодной (анодной) группы двух остальных фаз преобразователя.

Рассмотрим процесс формирования выходного напряжения более подробно,

СП

СП ГчЭ

сх со

1515289

начиная с момента времени w « ,, со-ключена нагрузка 2.3, включенный тиответствующего углу включения ff/6.рнстор 17 остается в проводящем сос- В соответствии с полярностью модули-тоянии и одновременно подают широкий ругопгих напряжений ,, U,j,n импульс управления на управляющий действии линейного напряжения Uj (об-электрод тиристора 20, встречно-па- ратного линейному напряжению Ups)раллельно соединенного с указанным блок управления 2 формирует импульсыпроводящим тиристором 17. В двух дру- управления Uy , Uy, и Uy,t тиристора-гих фазах преобразователя 1 произво- ми 4, 14, 16. Тиристор 14 принадлежит 1 переключение тех тиристоров анод- катодной группе одной фазы преобра-ных и катодных групп, которые в соот- зователя 1, а тиристоры 4 и 16 принад-ветствии с модулирующими напряжения- лежат анодным группам двух других ми коммутируют следующие друг за дру- фаз преобразователя. Включение этихгом линейные напряжения питания. В тиристоров обеспечивает подключение 15момент времени 0(7 блок управления 2 линейного напряжения фазам на-кроме широкого импульса Uy,, формиру- грузки 21, 23 и 22, которые по отно-ет импульсы управления Иуд и Уум. С шению к этому напряжению оказываютсяпомощью которых включаются тиристоры соединенными последовательно-парал-4 и 14. Ранее проводившие тиристоры лельно, Распределение линейного на- 205 и 12 запираются под действием об- пряжения на нагрузке показано наратных анодных напряжений Уедии д, фиг. 2. При очередном линейном напря-Тиристор 17 оказьшается в инверсном жении Ц;/ в момент времени (,+режиме работы, обеспечивающим умень- , соответствующий заданному углушение тока в фазе нагрузки 23 и ре- включения тиристоров, формируются им- 25куперацию электрической энергии в пульсы управления U,,j, Uy,4H Uy, ссеть. Тиристоры 4, 14, 17 проводят помощью которых включаются тиристорыток до момента времени , когда 3 и 15 двух анодных групп преобразова-в соответствии с сформированными бло- теля 1, а тиристор 14 катодной группыком управления 2 импульсами управле- третьей фазы преобразователя 1 оста- 30ния U,, и Uy,, при очередном линейном ется во включенном состоянии. Ранеенапряжении U производится включение проводивпгае тиристоры 4 и 16 запира-тиристора 3 и сохранение включенно- ются под действием обратного анодногого состояния тиристора 14. Ранее про- напряжения U(-g . При очередном линей-водивший тиристор 4 запирается под ном напряжении в момеНт времени 35действием обратного анодного напряже- ((, блок управления формируюния , тиристор 17 остается в про- ет импульсы управления U,,, и,,иИ водящем состоянии. Рекуперация энер- U,jjj, с помощью которых включаетсягии и уменьшение тока нагрузки 23 до тиристор 13 катодной группы одной фа-нуля продолжается до некоторого мо- зы преобразователя 1, а тиристоры 3 и 40-мента времени wt oCj. В этот момент 15 аноднйх групп двух других фаз пре-.времени тиристор 17 запирается, а ти- образователя остаются во включенном ,ристор 20, на который заранее был по- состоянии. Ранее проводивший ток нагдан широкий импульс управления, вклю- грузки тиристор 14 запирается под дей-чается. Таким образом, за время действием обратного анодного напряжения . дЗствия двух следующих друг за другом и.р. Далее в момент времени 0(4 произ-линейных напряжений автоматически водится включение тиристоров 5, 13,осуществляется инвертирование тока 17, а в момент времени тиристо-в нагрузке 23, т.е. перевод этого торов 5, 12 и 17.ка с анодной на катодную группу тирисВ момент времени cot о( происходит jgторов без применения каких-либо спеизменение полярности модулирующегоциальных для этой цели устройств,

напряжения В этом случае нагрузкаКроме того, при данном способе в

остается подключенной к текущему ли-отличие от известного отсутствует

нейному напряжению момента умень-бестоковая пауза между двумя полуволщения этого напряжения до нуля, т.е. 55 выходного тока, до момента .j. В интервале време- Поскольку инвертирование тока в

ни o( i e проводят тиристоры 5,фазах нагрузки в предлагаемом способе

12 и 17. В момент времени 6Jt а(-, впроизводится всякий раз путем включефазе преобразователя 1, к которой под-.ния тиристора, встречно-параллельно

515

соединенного с тиристором, ранее на- ходивЬемся в проводящем состоянии, то перевод тока с анодной на катодную группу тиристоров (и наоборот) бу- дет происходить при обязательном за-- пираний тиристора вентильной группы, с которой переводится ток нагрузки Это в свою очередь позволяет избежать аварийного режима сквозного короткого замыкания при переключении вентильных групп и, таким образом, повысить надежность преобразователя.

Таким образом, предлагаемый способ управления тиригторным НПЧ обеспечивает по сравнению с известными более высокий КПД преобразования за счет улучшения гармонического состава выходного напряжения и тока, а также большую надежность в работе НПЧ за счет исключения аварийных режимов сквозных коротких замыканий при переключениях вентильных групп преобразователя .

Формула изобретения

Способ управления , тиристорным преобразователем частоты с непосредственной связью, содержащим в каждой фазе встречно-параллельно соединенные катодные и анодные группы тиристоров с включением нагрузки по схеме звезда без нулевого провода, при котором величину и частоту выходных напряжений формируют в соответствии с частотой и величиной модулирующих напряжений путем изменения угла включения тиристоров при раздельной работе катодных и J анодных групп в чередующихся выпрямительных и инверторных режимах, отличающийся тем,

9

что, с целью повышения КПД и надежности работы преобразователя, производят одновременное включение тиристоров в фазах преобразователя в соответствии с полярностью модулирующих напряжений и линейных напряжений питания, причем при положительной полярности модулируклцего напряжения вклк1чают

тиристоры катодной группы, а при отрицательной полярности - тиристоры анодной группы, на интервале времени от момента изменения полярности модулирующего напряжения до перехода через-.нуль приложенного к нагрузке линейного напряткения питания формируют импульс, запрещающий включение тиристоров, в момент перехода через нуль данного линейного напряжения подают

ШIipoкий импульс на тгравляыщий электрод тиристора, встречно-параллельно соединенного в фазе преобразовате- ля с проводящим тиристором, находящим-- ся в инверторном режиме работы, в остальных фазах преобразователя в соответствии с модулирующими напряжениями производится включение тиристороп подсоединенных к линейным напряжениям питания, в состав которых входит

напряжение фазы источника питания, к которой подключен проводящий тиристор фазы преобразователя, находящийся в ииверторном режиме работы, при достижении вторым по порядку следования линейным напряжением нулевого значения снимают широкий импульс с управляющего электрода тиристора и производят включение тиристоров при очередном линейном напряжении в соответствии с модулирующими напряжениями.

1515289

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах асинхронного регулируемого электропривода. Цель изобретения - повышение КПД и надежности работы тиристорного преобразователя частоты с непосредственной связью. За счет инвертирования тока в фазах нагрузки путем включения тиристора, встречно- параллельно соединенного с тиристором, ранее находившимся в проводящем состоянии, обеспечивается перевод тока из анодной группы в катодную (и наоборот) при запертом тиристоре вентильной группы, из которой переводится ток нагрузки, улучшается гармонический состав выходного тока и напряжения преобразователя и исключается аварийный режим сквозных коротких замыканий. 2 ил.

л

(( Йй у tt Hit и и с, аи к и

«J ««

/г

/ а rrrzir:

CI т и 1C til а CI /чне к ма а HIK nAtcicir.fi ккиаинмкпск ciUAct

Ид

Составитель С.Станкевич Редактор А.Долинич Техред М.Моргентал

Заказ 6288/52

Тираж 648

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

(fjue.i

О)/

Корректор Э.Лончакова

Подписное