Инвертор Советский патент 1990 года по МПК H02M7/515 

о

s о

00

ел

Изобретение относится к преобразовательной технике, используемой преимущественно в тяговом электроприводе с асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями.

Цель изобретения - повышение надежности инвертора путем выявления аварийной ситуации и предотвращения ее развития.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - практическая схема блока защиты.

Инвертор содержит мост главных тиристоров 1-6, мост распределительных тиристоров 7-12, мост обратных управляемых вентилей 13-18. Все«мосты соединены между собой выводами переменного тока. Раз- ноименные выводы постоянного тока мостов главных тиристоров 1-6 и обратных управляемых вентилей 13-18 также соединены между собой. Коммутационные конденсаторы 19 и 20 и коммутационные запираемые по управлению тиристоры 21 и 22 образуют две последовательные цепоч ки, включенные между разноименными выводами постоянного тока мостов главных 1-6 и распределительных 7-12 тиристоров. Встречно-параллельно коммутационным тиристорам 21 и 22 включены зарядные диоды 23 и 24 соответственно. Вспомогательные источники 25 и 26 через дозарядные тиристоры 27 и 28 соответственно подключены к коммутационным конденсаторам 19 и 20. Напряжение источников 25 и 26 стабильно. Разделительный диод 29 включен между выводами постоянного тока моста распределительных тиристоров 7-12. Источник 30 питания инвертора подключен к выводам постоянного тока мостов главных 1-6 и обратных 13-18 тиристоров. Величина напряжения источника 30 питания может изменяться в широких пределах. Источник 30 обладает обратной проводимостью. В тяговом электроприводе тепловоза в качестве источника 30 питания используется система: главный синхронный генератор - выпрямитель - емкостный фильтр, в качестве вспомогательных источников 25 и 26 - система; вспомогательный синхронный генератор - разделительный трансформатор с двумя вторичными обмотками, от которых питаются два диодных выпрямителя. Нагрузка 31 подключена к выводам перемен- .ного тока мостов главных 1-6, распределительных 7-12 и обратных 13-17 вентилей. На тепловозе такой нагрузкой являются тяговые асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Система 32 управления инвертором вырабатывает импульсы Г-| включения тиристоров в соответствии с управляющим сигналом Uy, поступающим от системы регулирования электропривода. Параллельно коммутационным конденсаторам 19 и 20 подключены защит- 5 ные диоды 33 и 34, последовательно с которыми включены датчики уровня тока 35 и 36 соответственно. Выходы датчиков 35 и 36 соединены с входами блока защиты 37, Сигналы Иэ и 120 формируются на выходах дат10 чиков 35 и 36 соответственно .при включении защитных диодов 33 и 34 и возникновения токов в MX цепях. На входы блока з-ащитьг- 37 заведены также сигналы I| датчиков других видов аварий в инверторе

5 или электроприводе, например сигнал аварии двигателя и сигнал Уз от системы управления и защиты электропривода в целом. Сигнал УЗ имеет место, например, при автоматическом повторном включении. Выход0 ной сигнал UA блока защиты 37 заведен в систему 32 управления инвертора с целью снятия управляющих сигналов FJ и отключения инвертора, а также во внешние устройства электропривода, с целью отключения

5 или обесточивания (развозбуждения) источника 30 питания инвертора.

Предлагаемое устройство при возникновении аварийной ситуации работает следующим образом.

0Поскольку процессы коммутации вентилей идентичны, рассмотрим один из них, например, отключение главного тиристора 1. Для отключения главного тиристора 1 снимается импульс включения FI с него и

5 включается распределительный тиристор 7, подготавливая цепь отключения главного тиристора 1. Затем включается коммутационный запираемый по управлению тиристор 21 и начинается разряд

0 коммутационного конденсатора 19 по цепи; конденсатор 19-диод 29-распределительный тиристор 7 - главный тиристор 1 - коммутационный тиристор 21 - конденсатор 19. Напряжение на конденсаторе 19снижа5 ется. При наличии повреждения в главном тиристоре 1 типа сквозного пробоя (спекания) переходов тиристор 1 не отключается и конденсатор 19 разряжается полностью. Аналогичная ситуация возникает и при сни0 жении отключающей способности по цепи управления запираемого тиристора 21, из- за чего тот остается включенным по окончании заданного времени коммутации. При. этом конденсатор 19 также разряжается до

5 нуля, как и в предыдущей аварийной ситуации. В обоих случаях вслед за разрядом коммутационного конденсатора 19 начинается его перезаряд током нагрузки. Когда обратное напряжение на конденсаторе 19

достигнет уровня падения напряжения на

защитном диоде 33, последний включается и проводит ток, в результате чего датчик 35 уровня тока срабатывает и выдает сигнал Ii9. Сигнал Ii9 воздействует на блок 37защи- ты, который в результате вырабатывает ава- рийный сигнал UA, воздействующий на систему 32 управления инвертора таким образом, что она отключается - управляющие сигналы Fi снимаются с тиристоров. Благодаря этому предотвращается возникнове- ние сквозного короткого замыкания в инверторе. Кроме того, сигнал UA поступает в систему управления и защиты электропривода, которая, в свою очередь, отключает источник 30 питания или снижает его напря- жение.

На фиг. 2 показана схема блока 37 защиты, построенная на микросхемах серии К155. Сигналы датчиков аварийных ситуа- ции Иэ, 2о и прочие li заведены на элементы 38, 39 и 40 (микросхема К155 ЛЛ1 - четыре элемента 2 ИЛИ), выходной сигнал которых подан на S-вход тр- ггера 41 (микросхема К155 ТМ2 - два 0 триггера). Начальное состояние триггера 41 устанавливается либо вручную нажатием кнопки 42, либо автоматически устройством 43 восстановления схемы защиты по сигналу Уз, связанных с R-входом триггера 41. Выходной сигнал UA триггера 41 подается на вход системы 32 управления инвертора, сигнал Од может быть использован для воздействия на систему управления и защиты электропривода.

Блок 37 защиты (фиг. 2) работает леду- ющим образом.

Нажатием кнопки 42 или с помощью устройства 43 по сигналу Уз триггер 41 устанавливается в начальное положение, при

котором сигнал UA отсутству зт (О), сигнал UA соответственно есть ( 1). При БОЗНИККС- вении аварийной ситуации в инверторе появление любого из сигналов dg, 120 переводит триггер 41 в противополохсное состояние, котором сигнал UA равен 21, а сигнал UA равен О. Для зосстано зле- иия схемы защиты после устранения аварии а инверторе она возвращается в начальное положение вручную - нажатием на кнопку 42 или автоматически - с помощью устройства 43.

Введение в схему инвертора защитных диодов и датчиков уровня тока исключает высокочастотные собственные колебания в узле коммутации и перенапряжения при неотключении главного или коммутационного тиристора и позволяет своевременно выявить аварийную ситуацию, благодаря чему повышается надежность инвертора,

При этом увеличение объема и массы инвертора незначительное, поскольку защитны . диоды в нормальном режиме током не обтекаются и могут быть установлены без охладителей, а датчики могут быть простейшими.

Формула изобретения

Инверторпоавт. св. Nfe 1504767, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем выявления аварийной ситуации и предотвращения ее развития, он снабжен защитным диодом, подключенным параллельно коммутационному конденсатору, и датчиком уровня тока, включенным последовательно С введенным защитным диодом и своим выходом соединенным с введенным блоком защиты.

иг.2

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике. Целью изобретения является повышение надежности путем выявления аварийной ситуации и предотвращения ее развития. Инвертор содержит мосты главных 1 - 6, распределительных 7 - 12 и обратных 13 - 18 тиристоров, а также два блока коммутации, систему управления 32 и блок защиты 37. Установка датчиков тока 35, 36 последовательно с диодами 33, 34 в блоках коммутации позволяет фиксировать обратную полярность напряжения на коммутирующих конденсаторах 19, 20, которая появляется на них при аварийных режимах. Благодаря сигналам I₉, I₂₀ с датчиков тока с помощью блока защиты 37 формируется сигнал на снятие управляющих импульсов, формируемых системой 32. 2 ил.