Инвертор Советский патент 1991 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к.преобразовательной технике и предназначено для использования, преимущественно, в устройствах для частотного регулирования асинхронных двигателей.

Целью изобретения является расширение области применения инвертора, а именно использование его для реализации резисторного торможения.

На фиг. 1 и фиг. 2 представлена принципиальная схема силовой части устройства и системы управления; на фиг. 3 - диаграммы, поясняюгдее работу управления.

Инвертор на фиг. 1 содержит группы главных тиристоров 1-6, распределительных тиристоров 7-12 и обратных тиристоров 13-18, соединенных между собой выводами переменного тока. Между выводами постоянного тока групп главных и распределительных тиристоров включены две последовательные цепочки, образованные коммутационными конденсаторами 19, 20 и коммутационными запираемыми тиристорами 21, 22 к последним встречно-параллельно включены зарядные диоды 23, 24, а конденсаторы соединены с источниками подзаря- да 25, 26 при помощи тиристоров 27, 28 соответственно. Между выводами постоянного тока групп распределительных тиристоров включен разделительный диод 29. Источник 30 питания подключен ко входу инвертора

05 J

о

о со

к выводам постоянного тока групп главных тиристоров, нагрузка 31 подключена к выходу инвертора к выводам переменного тока. Источник 30 питания представляет собой на тепловозе синхронный генератор с выпрямителем, нагрузкой является тяговой асинхронный двигатель. Система управления инвертора состоит из за- датчика частоты 32, распределителя импульсов 33, блока задержки импульсов ЗА и формирователей 35, 36, 37, 38 импульсов включения и отключения тиристоров. Для реализации тормозного режима схема снабжена тормозными диодами 39, 40, включенными между выводами постоянного тока групп главных и обратных тиристоров, и датчиками нуля тока 41-46, включенными в выводах переменного тока групп главных, обратных и распрделительных тиристоров. Тормозной резистор 47 подсоединен к выводам постоянного тока групп обратных тиристоров. Логические элементы 48 (выполняющий функцию И) и 49 (выполняющий функцию НЕ) в сочетании образуют логическую схему 50, реализующую функцию ЗАПРЕТ. Вход элемента 49 назван запрещающим входом элемента 50, выход элемента 49 подключен к одному из входов элемента 48, другой вход которого назван разрешающим входом элемента 50. Запрещающие входы логической схемы соединены с выходами датчиков нуля тока, разрешающие входы - с соответствующими выходами распределителя импульсов, а выходы логических элементов ЗАПРЕТ соединены с соответствующими входами формирователя импульсов включения главных тиристоров.

Работа инвертора протекает следующим образом.

В исходном состоянии напряжение источника 30 отсутствует, конденсаторы 19, 20 разряжены, управляющие сигналы и импульсы включения и отключения тиристоров отсутствуют. При подаче управляющего сигнала Uu на вход задатчика частоты 32, последний вырабатывает синхронизирующие сигналы G , частота следования которых изменяется в зависимости от сигнала Uu.. С приходом сигналов Gr (фиг. 3) распределитель 33 выдает сигналы D, а блок 34 вырабатывает задержки G6 Go { Э (иг 3) синхронизирующи

е10

646031А

сигналов последовательно на времена

& о 3 (Фиг 3) соответственно. Формирователи 35-38 из сочетания сигналов D, GB, G0, G3 (фиг. 3) вырабатывают импульсы включения F тиристоров. Включение тиристоров 27, 28 обеспечивает заряд коммутационных конденсаторов 19, 20 от источников 25, 26 соответственно. При подаче напряжения от источника питания 30 главные тиристоры, например, 1, 2, 3,

f Т -Г V

на интервале - ; -х , набирают ток

15 нагрузки 31. При этом срабатывают датчики 41, 42, 43. При срабатывании датчика, например, 41, его сигнал i поступает на вход элемента 49, при этом на выходе элемента 49 сигнал от20 сутствует, следовательно, отсутствует сигнал на одном из входов элемента 48 и соответственно на его выходе. Импульс F включения главного тиристора 1 не вырабатывается. Таким обра25 эом, при срабатывании датчиков 41, 42, 43 их выходные сигналы 142

(Фиг° 3) блокируют дальнейшее формирование импульсов включения F, Fg, F3 тиристоров 1, 2, 3 соответст- 30 венно. Тиристоры 1, 2, 3 удерживаются во включенном состоянии током нагрузки. Рассмотрим далее процессы, протекающие в одной фазе, а именно, в цепях, образованных главными тиристорами 1, 4, обратными 16, 13 и распределительными тиристорами 7, 10 (в других фазах аналогично со сдви35

г ом на

) в

момент -у

подается им

пульс включения F на распределительный тиристор 7. С задержкой tft включается коммутационный запираемый тиристор 21. Под действием разрядного

тока конденсатора 19 тиристор 1 отключается. По истечении времени t коммутационный процесс заканчивается отключением тиристора 21 по его цепи управления. При этом ток нагрузки

переходит в цепь коммутационного конденсатора 20, заряжая его в течение времени , после чегр подаются импульсы включения на тиристоры 4, 13, 28. Включение тиристора 28 обеспечивает дозаряд конденсатора 20 до требуемого уровня напряжения. Поскольку ток в рассматриваемой фазе все еще сохраняет прежнее направление главный тиристор 4 не включается,

а включится обратный тиристор 13. При этом датчик 44 вьфаботает сигнал 144 который блокирует выработку импульса Рф включения тиристора 4

1646031°

ного напряжения инвертора менее час- тоги вращения двигателя 31 изменения сигнала U. Формула изобретения

Изобретение относится к преобразовательной технике. Цель изобретения - расширение области применения, а именно создание возможности использования инвертора для резисторного торможения асинхронного двигателя. Инвертор содержит главный 1-6, обратный 13-18 и распределительный 7-12 тиристорные мосты и коммутационные элементы. Тормозной резистор 47 подключен к выводам постоянного тока моста обратных тиристоров, которые в свою очередь через тормозные диоды 39, 40 подключены к выводам постоянного тока моста главных тиристоров. В каждом плече инвертора, образованном главным, обратным и распределительным тиристорами, включен датчик нуля тока 41-46, выходной сигнал которого при наличии тока в плече запрещает формирование импульса включения главного тиристора этого плеча. 3 ил. (Л

в течение времени t; до тех пор пок Ток в фазе не спадет до нуля. В тягвом режиме тепловоза нагрузка 31 работает двигателем и длительности

Т при нормальной работе, что

соответствует коэффициенту мощности двигателя по первой гармонической cosCp| 0,5. В этом режиме поочередно включены то три главных тиристора, то два главных и один обратный. В случае боксования двигатель разгружается, его коэффициент мощности падает, cosCp,0,5, т.е.

4

Т

при этом включены то два

главных и один обратный тиристоры, то один главный и два обратных тиристора.

На интервале, когда включены два обратных тиристора, тормозной резистор 47 через них подключается к двигателю 31 и обтекается его током, в результате чего двигатель сбрасывает часть энергии в тормозной резистор, что способствует прекращению

Т боксования. При tj -г двигатель 31

начинает работать генератором на тормозной резистор 47. В этом случае могут быть включены, как два главных и один обратный тиристоры, так и один главный и два обратных тиристора; я первом случае двигатель 31 для создания магнитного потока получает энергию от источника питания 30 во втором - за счет обмена энергией между фазами. Таким образом, реализуется режим торможения тепловоза с точки зрения инвертора. Переход из тягового режима в тормозной осуществляется снижением частоты выход-

5

0

5

Инвертор, содержащий анодные и катодные группы главных, обратных и распределительных тиристоров, соединенные между собой, соответственно, выводами переменного тока, коммутационные запираемые тиристоры и коммутационные, конденсаторы, образующие две последовательные цепочки, включенные между выводами постоянного тока групп главных и распределительных тиристоров, причем конденсаторы соединены с источниками подэа-г ряда, разделительный диод, включенный между выводами постоянного тока групп распределительных тиристоров, зарядыне диоды, включенные встречно- параллельно коммутационным тиристорам, задатчик частоты, соединенный с распределителем импульсов и блоком задержек импульсов, формирователи импульсов включения и отключения тиристоров, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, он снабжен тормозными диодами, включенными между выводами постоянного тока групп главных и обратных тиристоров, причем выводы постоянного тока групп обратных тиристоров подсоединены к тормозному резис5 тору, а также датчиками нуля тока, соответственно, включенными в выводах переменного тока групп главных, обратных и распределительных тиристоров, логическими элементами, реапиС зующими функцию ЗАПРЕТ, запрещающие входы которых соединены с выходами датчиков нуля тока, разрешающие входы - с соответствующими выходами распределителя импульсов, а выходы логи5 ческих элементов ЗАПРЕТ соединены с соответствующими входами формирователя импульсов включения главных тиристоров.

0

-W

4Q

41

га . txt

«T

39

wjp

it

a

&ЩР

-w

29

Ю,

Ъ-п

«I

i/g

13

s/

I

17

15

is

iffi

itfe

I

D

, 2