Способ управления однофазным многозонным тиристорным преобразователем в режиме зависимого инвертора Советский патент 1990 года по МПК H02M7/155 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может найти при- менение в однофазных выпрямительно- инверторных преобразователях электроподвижного состава переменного тока с рекуперативным торможением,,

Цель изобретения - повышение энергетических показателей преобразовате- ля.

На фиг01 в качестве примера представлен модуль силовой схемы преобразователя с блочной схемой управления; на фиг.2 - диаграмма процессов рабо- ты вентильных ключей преобразователя в режиме зависимого инвертора.

Преобразователь состоит из двух частей: силовой и управляющей. Модуль силовой схемы преобразователя включает в себя три параллельные стойки 1-3, каждая из которых состоит из двух последовательно соединенных тиристоров 4-5, 6-7, 8-9. Стойки 1-3 образуют два моста 4-7 и 6-9. Стойки 1 и 3 из тиристоров и 8-9 являются крайними, а стойка 2 из тиристоров 6-7 является средней, совмещенной для обоих мостов. В каждом мосте выводы постоянного тока подключены к шинам питания генератора 10, а выводы переменного тока к секциям 11 и 12 вторичной обмотки трансформатора 13, первичная обмотка 14 которого подключена на сеть 15.

Блок 16 управления состоит из общественных элементов: задатчика 17, формирователя 18, распределителя 19 импульсов управления, устройств синхронизации 20 и логики 21, соединен- ных между собой по общеизвестному. принципу в направлении от задатчика к управляющим входам вентильных ключей преобразователя

Способ осуществляют следующим

образом.

В конце полупериода, обозначенного на фиг.1 и 2 сплошной стрелкой, импульсы управления с опережающей фазой 6 по отношению к этому полупериоду напряжения сети от блока 16 управления подают на управляющие входы тиристоров 5 и 8 крайних стоек 1 и 3 и на управляющий вход тиристора 7 совмещенной стойки 2. В блоке 16 импульсы управления с фазой р задают задатчиком 17, формируют формирователем 18 и распределяют на управляющие

5

о

5

0

5

входы тиристоров с помощью распределителя 19. Синхронизацию сформированных импульсов управления относительно начала и конца полупериодов напряжения сети осуществляют устройством 20 синхронизации. Распределение импульсов управления по зонам регулирования и полупериодам напряжения сети осуществляют под контролем логического устройства 21. Угол опережения равен сумме углов у и 0 , т,е0 Ъ У +о гДе У угол коммутации, а 8 - угол запаса. Вскрытие тиристора 7 состоится в силу того, что к его аноду как со стороны генератора 10, так и секции 12 вторичной обмотки трансформатора 13 приложен положительный потенциал. Открытое состояние тиристора 7 будет находиться только в течение длительности угла коммутации. Причиной этому будут являться следующие процессы.

Благодаря открытию тиристора 7 пе- реход тока ий тиристора 9 в 5 будет происходить не по большому последовательному контуру 5-11-12-9 как в известном способе, а одновременно по двум малым параллельным контурам I и II (фиг.1), в которых тиристор 7 является общим. Причем в процессе перехода тока по контуру I Из тиристора 9 в тиристор 7 ток в последнем увеличивается от 0 до рабочей величины, а в процессе перехода тока по секции 11 из тиристора 7 в 5 ток в тиристоре 7 уменьшается от рабочей величины до О (фиг. 2, диаграмма тока тиристора 7). Такой процесс перехода тока из тиристора 9 в 5 будет происходить быстрее по времени, чев в известном способе, так как индуктивное сопротивление каждого в отдельности элемента 1 и 11, определяемое витками секций 11 и 12 вторичной обмотки трансформатора 13, ,меныпе индуктивного сопротивления большого последовательного контура, определяемого суммарными витками секций П и 120 Кроме того, благодаря открытию тиристора 7 убыстряется переход тока по контуру 3 из тиристора 6 в &.

Во втором полупериоде, обозначенном на фиг.1 и 2 пунктирной стрелкой, тиристор 7 станет противофазным относительно напряжения секции 12 вторичной обмотки трансформатора 13. Путем подачи в этом полупериоде

51

импульсов управления с регулируемой фазой od,pHa управляющий вход тиристора 7 и при наличии на его аноде положительного потенциала (со стороны генератора 10) он открывается. Задание, формирование и распределение импульсов управления с фазой а осуществляют теми же устройствами блока 16, что и для импульсов с фа- эой р , Положительный потенциал на аноде тиристора 7 обеспечивается благодаря возможности регулирования напряжения Ur генератора 10 через независимое возбуждение и частоту враще- ния якоря, связанного через зубчатую передачу с колесной парой электровоза. Процесс инвертирования состоится только в том случае, если величина напряжения генератора 10 будет больше суммарного напряжения секций 11 и 12 вторичной обмотки трасформа- тора 13, т.е0 когда на анодах тиристоров 5,7 и 9 в полупериоде по пунктирной стрелке будет положительный потенциал относительно их катодов.

Открытие тиристора 7 во втором полупериоде позволяет регулировать величину выпрямленного напряжения Uj преобразователя, а значит, и ве- личину тока инвертирования при рекуперативном торможении электровоза

Следующий такой же цикл работы преобразователя начинается во втором полупериоде подачей импульсов с фа- зой р на тиристоры 4,6 и 9, и далее в следующем первом полупериоде подачей импульсов с регулируемой фазой тиристоре 6. Такие циклы работы преобразователя повторяются с частотой сети.

Таким образом, дополнительная подача импульсов управления с фазой Ј на управляющие входы тиристоров 7 и

146

6 в соответствующих полупериодах напряжения сети позволяет в целом уменьшить длительность угла коммутации, а значит, и повысить энергетические показатели преобразовате ля.

Формула изобретения

Способ управления однофазным многозонным тиристорным преобразователем в режиме зависимости инвертора, выполненным в виде по крайней мере трех параллельно включенных между шинами питания постоянного тока стоек, каждая из которых содержит пару последовательно соединенных тиристоров, причем стойки образуют два моста с общей средней стойкой, к выходным выводам мостов подключены две обмотки, а третья обмотка предназначена для подключения ее к сети переменного тока, заключающийся в том, что формируют с соответствующим опережением по фазе относительно соответствующего полупериода напряжени сети управляющие импульсы и попеременно в соответствии с полярностью напряжения подают их на диагонально расположенные тиристоры соответствующих мостов в зависимости от формирования требуемой зоны напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей при работе, в зоне, характеризуемой подачей управляющих импульсов на тирист,оры крайних стоек, одновременно с подачей управляющих импульсов на соответствующий тиристор крайней стойки, подключенный к данной шине питания постоянного тока, подают управляющие импульсы на тиристор средней стойки, подключенный к этой же пине питания.

Импумсы управления

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в преобразователях электроподвижного состава переменного тока с рекуперативным торможением. Целью является повышение энергетических показателей. Устройство содержит параллельные стойки 1 - 3 на тиристорах 4 - 9, подключенные к генератору 10. Первичная обмотка 14 тр-ра подключена к сети 15. Блок управления 16 состоит из задатчика 17, формирователя 18, распределителя 19 импульсов управления, устройств синхронизации 20 и логики 21. Дополнительная подача импульсов управленияс опережающей фазой на тиристоры 6 и 7 в соответствующих полупериодах напряжения сети позволяет уменьшить длительность угла коммутации. 2 ил.

Фиг. 2