Тиристорный преобразователь с защитой Советский патент 1989 года по МПК H02H7/08 H02H7/10 H02H3/00 

ел

315241

ння 7, выводы которых подключены к управляюпцш электродам тиристоров 23, 25,, 27, 30, 32, 34, аноды которых подключены к фазе 35 двигателя 36. При аварийных режимах происходит срабатывание порогового элемента 4, который подает импульс на вход формирователя импульсов 5, с выхода кото274

рого через усилители 17-19 поступает сигнал на управляющие электроды тиристоров 23, 25, 27, 30, 32 и 34, анодами подключенных к фазе 35 элек- Т1Ьодвигателя 36, в результате чего происходит шунтирование фазы 35, предотвращающее выход из строя электродвигателя 36, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике и автоматизированному электроприводу, и может быть использовано для питания электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов. Целью изобретения является снижение габаритов и упрощение устройства. Цель достигается тем, что формирователь импульсов 5 соединен со входами усилителей 17-19 управляющих импульсов тиристоров системы импульсно-фазового управления 7, выходы которых подключены к управляющим электродам тиристоров 23,25,27,30,32,34, аноды которых подключены к фазе 35 двигателя 36. При аварийных режимах происходит срабатывание порогового элемента 4, который подает импульс на вход формирователя импульсов 5, с выхода которого через усилители 17-19 поступает сигнал на управляющие электроды тиристоров 23,25,27,30,32,34, анодами подключенных к фазе 35 электродвигателя 36, в результате чего происходит шунтирование фазы 35, предотвращающее выход из строя электродвигателя 36. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике и втоматизирован- ному электроприводу, и может быть использовано для питания электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов.

Целью изобретения являются снижение габаритов и упрощение устройства

На чертеже представлена схема тиристорного преобразователя.

К трехфазной сети через токоогра- ничивающие реакторы 1 и датчик 2 тока подключен реверсивный тиристор-

ньп1 мост 3, датчик 2 тока подключен к пороговому элементу 4, выход которого подключ н к формирователю 5 импульсов, между формирователем 5 импульсов, ключом 6 защиты и системой 7 импульсно-фазового управления имеются связи, в которых используютс разделительные диоды 8-13, системы импульсно-фазового управления содержат управляющий орган 14, входом подключенный к пороговому элементу 4, ключ 15 логики Вперед и ключ 16 логики Назад, связанные вы- ходами со входами усилителей управляющих импульсов тиристоров 17-22. Выходы усилителей управляющих импульсов тиристоров 17-22 подключены к управляющим электродам тиристоров 23-34 реверсивного тиристорного моста 3, выход которого подключен к фазе 35 электродвигателя 36. Число реверсивных тиристорных мостов и систем импульсно-фаэового управления определяется числом фаз электродвигателя .

Устройство работает следующим образом.

Когда ток в цепи питания тирис- торного моста 3 превысит значение уставки срабатывания порогового элемента 4, то на выходах порогового элемента 4 появляется сигнал, кото5

0

5

О j 5

рый подается в систему 7 импульсно- фазового управления на вход управляющего органа 14 для включения сеточной защиты и на вход формирователя 5 импульсов. Формирователь 5 импульсов формирует на выходе импульс длительностью 10-15 мс, который поступает через диод 8 на вход ключа 6 защиты, а через диоды 9-11 на входы усилителей 17-19 импульсов, а с выхода ключа 6 защиты через диоды 12 и 13 импульс напряжения по-: ступает на ключи Вперед 15 и Назад 16 узла логики СИФУ. Оба ключа открываются и дают разрещение на прохождение управляющих импульсов на тиристоры обоих комплектов тиристорного моста 3.

Управляюпше импульсы поступают с выходов усилителей 17-19 импульсов на тиристоры 23, 25 и 27 комплекта вентилей Вперед и на тиристоры 30, 32 и 34 комплекта вентилей Назад,

До наступления аварийного режима, например при работе комплекта Вперед, были открыты тиристоры 23 и 28. В момент аварии дополнительно открывается тиристор 30.

По цепи фаза С - тиристор 28 - тиристор 30 - фаза А происход-иТ замыкание питающей сети, т.е. прекращается поступление энергии из сети, а обмотка электродвигателя шунтируется ранее работавшим тиристором 28 и тиристором 30, Ток в обмотке электродвигателя начинает плавно спадать по шунтирующей цепи.

Управляющий орган системы импульсно-фазового управления в это время по выходному сигналу порогового устройства переводит углы отпирания тиристоров во д| необходимые для перевода преобразователя в инвертор- ный режим работы, а через определенную задержку производит блокировку управляющих импульсов, исключая воз

можность повторного появления аварийного режима.

Для завщты тиристориого преобразователя от токов короткого замыкания служит токоограничивающий реактор и также может использоваться автоматический выключатель, который устанавливается между питающей сетью н реакторами.

За счет сохранения вдвое количества одновременио выдаваемых импулсов управления на тиристоры реверсивных мостов при срабатывании узла защиты появляется возможность уменьшить необходимую мощность источника питания и тем самым уменьшить его массу и габариты.

Например, в преобразова еле частоты с Непосредственной связью с сетью, предназначенном для питания 3-х фазного нентильиого двигателя и содержащем три реверсивных тиристорных моста, источник питания при выполнении токовой защиты по известной схеме должен обладать мощностью, достаточной для одновременного питания цепей управления всех тиристоров входяпщх в состав этих мостов. Причем энергия управления должна быть запасена в емкости для получения необходимого быстродействия источника питания при импульсной нагрузке

При токе включения одного тиристора, например -типа Т 123-200, равном 0,7 А, суммарный ток, потребляемый цепями управления всех 36 тиристоров, составит 26 А при напряжении 24 R,

Для надежного открывания тиристоров необходимо, чтобы за время включения ( ширина импульса управления 1 мс) напряжение на конденсаторе источника питания снизилось не более, чем на 10%. Это потребует при указанной нагрузке, емкости конденсатора 6000 мкФ, т,е, необходимо установить шесть конденсаторов типа К50- 16 1000 мкФ 50 В, Общий объем, занимаемый конденсаторами, 0,5 дм, при объеме всей остальной части блока питания преобразователя 1 дм ,

Предлагаемое устройство позволит в два раза уменьшить объем установленых конденсатор ов и тем самым сокра тить габариты блока питаиия на 17%,

При этом элементы силовой части - тиристоры и реактор остаются такими же, как в известной схеме несмотря

на то, ЧТОБ этой схеме при срабатывании узла защиты устраивается между- фазное короткое замыкание, при котО ром ток может протекать через два паралттельно включенных тиристора, что yMeHBDiaeT токовую нагрузку на каждь1Й из них. Однако выбор тиристоров и реактора необходимо производить по максимальному ударному току наихудшего из возможных аварийных режимов, а для используемых в настоящее время как у нас в стране, так и за рубежом промышленных сетей с заземленной нейтралью такой режим имеет место при замыкании одного из выходов преобразователя на нулевой провод сети или на землю, В этом случае ток, протекающий через от- дяльно взятый тиристор, без учета сопротивления самого тиристора и сопротивления замыкателя определяется по формуле

.§.

-КЗ

7 Р

0

5

0

5

0

где Eq, - фазная ЭДС сети;

ZT - сопротивление фазы питающего трансформатора; ZP - сопротивление фазы реактора. При междуфазном коротком замыкании, которое производится при срабатывании узла защиты, ток замыкания равен

ЕЯ

Д ..3 2 Z + Z,

1кз. - ---Г -85 1,30

Т f

Таким образом, выбор тиристоров и реактора как в известном, так и в предлагаемом устройстве необходимо производить из услов1гя защиты тиристоров при коротком замыкании на выходе преобразователя на землю,

Предлагаемое устройство более просто по своей реализации, поскольку содержит пороговый элемент, формирователь импульсов и ключ защиты общие для всех тиристорных мостов и систем импульсно-фазового управления. В известном устройстве их количество равно числу каналов, определяемых числом фаз электродвигателя. Кроме того, в предлагаемом устройстве установлено вдвое меньшее количество разделительных диодов, установленных между выходом формирователя импульсов и усилителями импульсов, так как при срабатывании узлов зашиты управ- ляюпше импульсы подаются на вдпо1

меньшее по сравнению с известным количество тиристоров тиристорного моста (в иявестном устройстве-разделительные диоды ие раскрыты, однако очевидно, что без них или других разделительных элементов схема не может быть реализована).

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет снизить габариты источника питания на 17% и упростить схему управления на 5-10%; что в конечном счете позволит уменьшить габариты и стоимость тиристорного преобразователя в целом.

Предлагаемое устройство использовано в электроприводах серии ЭТС1 для питания синхронного двигателя с возбуткдением от постоянных магнитов

Электроприводы ЭТС1 предназначены для приводов подачи тяжелых станков с ЧПУ и будут серийной выпускаться.

Формула изобретения

Тиристорный преобразователь с защитой, содержащий п, по числу фаз двигателя, реверсивных тиристорных мостов, соответствующие входы которых через датчик тока и токоограни- чивающие реакторы соединены с клем- .мами для подключения к питающей сети а выходы имеют клеммы для подключения к соответствующим фазам двигателя, выход датчика тока подключен

к входу порогового элемента, выход которого подключен к входу формнро- вателя импульсов, ключ защиты, разделительные диоды, п систем импульс- но-фазового управления, содержащих управляющий орган и шесть усилителей управляющих импульсов тиристоров каждая, ключ логики Вперед, ключ логики Назад, отличающий- с я тем, что, с целью снижения габаритов и упрощения устройства, выход порогового элемента подключен к управляющему органу системы импульс но-фазово го управления, выход формирователя импульсов подключен к катоду первого разделительного диода, анод которого подключен к входу ключа ращиты, выход которого через второй и третий диоды подключены соответственно к ключу логики Вперед и ключу логики Назад, выходы указанных ключей подключены к соответствующим входам шести блоков усиления управляющих импульсов тиристоров системы импульсно- фазового управления, выходы которых подключены к соответствующим управляющим электродам тиристоров реверсивных тиристорных мостов, третьи входы трех.блоков усиления импульсовf. тиристоров, аноды которых соединены с соответствующими клеммами для подключения фаз двигателя, через разделительные диоды соединены с выхо

дом формирователя импульсов.