Выпрямительно-инверторный преобразователь Советский патент 1991 года по МПК H02M7/12 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на железнодорожном подвижном составе в качестве главного преобразователя для питания силовых тяговых двигателей электровозов

Цель изобретения - повышение надежное тис

На фиго 1 представлена функциональ нал схема выпрямительно-инверторного преобразователя; на фиг 2 - временные диаграммы напряженийс

Выпрямительно-инверторный преобразователь состоит из силового транс- форматора 1 с п секциями вторичной обмотки, выводы которых подключены к входам переменного тока многосекционного выпрямительного моста 2, к выходам постоянного тока которого подключена нагрузка Зс К внешним выводам секционированной вторичной обмотки силового трансформатора 1 подключена цепь из последовательно соединенных компенсирующего конденсатора 4 и тиристорного ключа 5, представляющего собой группу встречно-параллельно соединенных тиристоров с К тиристорному ключу 5 подключен своим входом датчик 6 напря- жения тиристорного ключа, а своим выходом - к входу нуль-органа 7, выход которого подключен к одному из входов блока логики И 8, выход которого подключен к входу транзисторного ключа 9, выход которого подключен к входу генератора 10 импульсов, выходом подключенного к входу управления тиристорного ключа 5, к двум другим входам блока логики И 8 подключены выходы датчиков постоянного 11 и переменного 12 напряжений блока питанияt

Выпрямительно - инверторный преобразователь работает следующим об- разомо

В качестве основных элементов преобразователя используются снловои трансформатор 1, число секций вторичной обмотки которого зависит от выб-

ранной схемы выпрямления, многосекционный (или односекционпыи мост ца) выпрямительный мост 2, схема которого может быть различной и определяется числом зон регулирования ны- ходного напряжения, и нагрузка 3, п качестве которой используется тяговый двигатель и сглаживающий реактор члек-

ТрОВОЗЯс

Q

5 0 5 0 „

5

0

Для компенсации реактивной мощности, потребляемой из контактной сети, на вход выпрямительного моста 2 подключен компенсирующий конденсатор 4, для включения и отключения которого последовательно с ним подключен тиристорный ключ 5, представляющий собой группу встречно-параллельно соединенных тиристоров.

Для нормальной безаварийной работы преобразователя необходимо, чтобы тиристорный ключ 5 включался только в момент равенства мгновенных значений напряжений на внешних выводах вторичной обмотки силового трансформатора 1 и компенсирующем конденсаторе 4,

В предлагаемом преобразователе нет необходимости в высоковольтных датчиках слежения за этими напряжениями, узле сравнения этих напряжений, блоке гальванической развязки и т.д.

Датчик 6 напряжения тиристорного ключа контролирует напряжение на ти- ристорном ключе 5 и передает сигнал на нуль-орган 7, который вырабатывает импульс в момент, когда напряжение на тиристорном ключе 5 равно нулю что соответствует моменту равенства мгновенных значений напряжений на внешних выводах вторичной обмотки силового трансформатора 1 и компенсирующего конденсатора 4,.

В интервале 0 - t (фиг„ 2) на вторичной обмотке силового трансформатора 1 присутствует напряжение (Uf), на компенсирующем конденсаторе 4 напряжение (U.) равно нулю, так как не включен тиристорный ключ 5, к которому приложено все напряжение (Ug-) вторичной обмотки силового трансформатора 1„ В произвольный момент времени t j из кабины машиниста включается схема, датчики постоянного 11 и переменного 12 напряжений блока питания выдают сигналы о наличии установившихся значений напряжений блока питания (Uj и Uf2) на соответствующие входы блока логики И 8„ В момент t, когда U J- 0, нуль-орган 7 выдает импульс U7 на третий вход блока логики И 8, который срабатывает и выдает разрешение на транзисторный ключ 9, который включает генератор 10 импульсов, включающий тиристорный ключ 5„

В процессе движения электровоза может произойти кратковременный отрыв пантографа от контактного провода с

последующим его касанием Чопу°гим ,

в произвольный момент t, соответствующий по фазе амгиштудному значению напряжения U, вторичной обмотки силового трансформатора 1, произошел отрыв пантографа от контактного провода В этот момент L компенсирующи конденсатор 4 заряжен до амплитудног значения U. U ( , которое прикладывается к закрывающемуся в этот момен тиристорному ключу 5 (U5), так как датчики постоянного 11 и переменного 12 напряжений блока питания выдают зпрет на входы блока логики И 8 (U, и ) , сигнал с которого по цени: транзисторный ключ 8 - генератор 10 импульсов, прекращает подачу импульсов на вход управления тиристорного ключа 5

В произвольный момент t. пантогра электровоза вновь касается контактного провода К этому моменту компенсирующий конденсатор 4 из-за утечек разряжается незначительно, в результате напряжение на тиристорном ключе 5 (Uj.) после момента tq, изменяется от нуля до двойного амплитудного значения напряжения вторичной обмотки силового трансформатора 10

По мере медленного разряда компенсирующего конденсатора 4 кривая напряжения на тиристорном ключе 5 () пересекает нулевой уровень (момент t ), нуль-орган 7 выдает импульс на вход блока логики II 8„ Однако тирис- торный ключ 5 в момент t g- не включается, так как датчики постоянного 11 и переменного 12 напряжений блока питания выдают сигналы на входа блока логики И 8 о наличии установившихся значений напряжений блока питания лиш в момент Эта информация очень важна для формирования полноценных по амплитуде импульсов управления тнристорным ключом 5 и имеет большое значение при групповом включении тиристоров,,

В момент t кривая напряжения на

(V

тиристорном ключе j {U) снова пересекает нулевой уровень, нуль-орган 7 выдает импульс па третий вход блока логики II 8, который срабатывает и выдает разрешение по цепи: транзисторный ключ 9 - генератор 10 импульсов, на открытие тиристорного ключа 5„

Таким образом, обеспечивается

5

0

5

0

5

0

5

0

с

ударние включение тиристорнсгс ключа 5 на заряженный компенсирующий конденсатор 4 „

Применение предлагаемого пмпрями- тельно-инвертошюго преобразователя в магистральных злектровоэа:; позволяет обеспечить надежность работы тиристорного ключа и преобразователя в целом как в нормальном, так и в аварийном (обрыъ и повторное касание пантографа электролоза контактного провода) режимах„

Форму л л изобретения

Вьшрямлтгл лт-иннерторный преобразователь, содержащий силовой трансформатор, лерв)гчная обмотка которого соединена с входными выводами для подключения питающей сети, а вторичная выполнена с n-секциями, соединенными с входом переменного тока многосекционного выпрямительного моста, выход постоянного тока которого соединен с выходными выводами для подключения нагрузки, а также цепь из последовательно соединенных компенсирующего конденсатора и тиристорного ключа, подключенную к внешним выводам секционированной втор гчной обмотки силового трансформатора, и систему управления тиристорным ключом с блоком питания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него дополнительно введены датчик напряжения тиристорного ключа, нуль-орган, блок логики И, транзисторный ключ, генератор импульсов, а также датчики постоянного и переменного напряжений блока питания, причем датчик напряжения тиристорного ключа подключен входом к тиристорному ключу, а выходом - к входу нуль-органа, выход которого соединен с одним из входов блока логики И, выходом соединенного с входом транзисторного ключа, выход которого подключен к входу генератора импульсов, выходом соединенного с входом управления тиристорного ключа, а к двум другим входам блока логики И подключены выходы датчиков соответственно постоянного и переменного напряжений блока питанияо

и

а

и7

о. Ч г

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на железнодорожном подвижном составе в качестве главного преобразователя для питания силовых тяговых двигателей LJ электровозов Цель изобретения - повышение надежности,, Устройство состоит из силового трансформатора 1, вторичная обмотка выполнена секционированной и соединена с входом переменного тока многосекционного выпрямитель- лого моста 2а К внешним выводам вторичной обмотки трансформатора подключена цепь из конденсатора 4 и тирис- торного ключа 5, вход управления которого через генератор 10 импульсов и транзисторный ключ 9 соединен с выходок блока логики И 8„ Входы блока логики соединены г. выходами нуль-органа 7 и датчиков постоянного 11 и переменного 12 напряжений блока питания „ Вход нуль-органа 7 через датчик 6 напряжения соединен с тиристор- ным ключом 5„ Указанное выполнение устройства обеспечивает безударное включение тиристорного ключа на заряженный компенсирующий конденсатор 4, что повышает надежность работы устройства как в нормальном, так и в аварийном режимах, 2 ил„ Ј (Л 05 ел со