Устройство для управления тиристорами преобразователя Советский патент 1991 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть применено для управления многофазным управляемым инвертором ведомым сетью.

Целью изобретения - повышение симметрии импульсов отпирания тиристоров преобразователя и упрощение устройства.

На фиг.1 представлена электрическая схема устройства; на фиг.2 - диаграмма работы устройства.

Устройство для управления тиристорами преобразователя состоит из шес- типульсного нулевого выпрямителя 1, входы которого подключены к вторичным обмоткам трехфазного трансфер-, матора 2, а выход - к активному элементу 3. Каждое плечо шестипульсного нулевого выпрямителя 1 содержит последовательно включенные: индуктивный элемент 4, диод 59 светодиод формирователя 6 импульсов управления и тиристорную оптопару 7. Мевду сое- диненными вместе катодами фототиристоров каждого плеча и соединенными вместе катодами светодиоцов каждого плеча тиристорных оптопар 7 включен фототиристор 8 управляющей оптопары, на светодиод которой подается, управляющее напряжение Уу™. Первич- . ные обмотки трехфазного трансформато- ра 2 при помощи двухпозиционного переключателя 9 включаются либо способом треугольник (переключатель 9

в положении II), либо способом звезда (переключатель 9 в положении I). Катоды фототиристоров формирователей 6 импульсов управления, светодиоды которых стоят в плечах шестипульсно- го нулевого выпрямителя, подключенных к группе 10 вторичных обмоток трансформатора, включенных синфазно с соответствующими первичными обмотками трансформатора 2, подключены к управляющим электродам тиристоров преобразователя 11, стоящим в анодно группе 12, а катоды фототиристоров формирователей 6 импульсов управления, светодиоды которых стоят в плечах шестипульсного нулевого выпрямителя, подколюченных к группе 13 вторичных обмоток трансформатора, включенных в противофазе с соответствующими первичными обмотками трансформатора 2, подключены к управляющим электродам тиристоров преобразователя 11, стоящим в катодной группе 14, причем катод фототиристора формирователя 6 импульсов управления, светодиод которого стоит в плече шестипульсного моста, подключенного к данной фазе, подключен к управляющему электроду соответствующего тиристора, стоящего в последующей фазе а анод через ограничивающий резистор 15 - к -аноду этого же тиристора.

Устройство работает следующим образом.

При установке переключателя 9 в положение I, наличии управляющего напряжения на светодиоде управляющей оптопары 8 и подаче трехфазного напряжения на первичные обмотки трансформатора 2 ток течет по цепи: одна из вторичных обмоток трансформатора 2, индуктивный элемент 4, диод 5, светодиод формирователя 6 импульсов управления, светодиод оптопары 7, фототиристор 8 управляющей оптопары, активный элемент 3, общая точка вторичных обмоток трансформатора 2, причем ток идет по такому плечу шестипульсного выпрямителя 1, фазное напряжение на входе которого положи- тельнее фазных напряжений на входе остальных плеч, и только в тот момен времени, когда фазное напряжение на входе указанного плеча превысит напряжение включения фототиристора 8 управляющей оптопары.

Прохождение тока по светодиоду оптопары 7 вызывает открывание фото0

0

5

0

5

0

5

0

5

тиристора этой оптопары, в результате ток указанного плеча проходит через фототиристор оптопары 7, что приводит к прекращению тока через . светодиод оптопары 7 и фототиристор 8 управляющей оптопары, а следовательно, и к запиранию фототиристора управляющей оптопары. Когда фазное напряжение в другой фазе на входе шестипульсного выпрямителя превысит фазное напряжение ранее включенного плеча на величину напряжения включения фототиристора 8 управляющей оптопары, открывается фототиристор 8 управляющей оптопары и ток в следующем плече шестипульсного выпрямителя проходит по цепи: индуктивный элемент 4, диод 5 светодиод формирователя 6 импульсов управления, светодиод оптопары 7, фототиристор 8 управляющей оптопары. Ток через светодиод оптопары 7 следующего плеча приводит к открыванию фототиристора оптопары 7 следующего плеча и запиранию фототиристора 8 управляющей оптопары.

Поскольку последовательно каждому плечу шестипульсного моста 1 включен индуктивный элемент 4, то при включении следующего плеча ток через ранее включенное плечо не может прекратиться мгновенно и по обоим плечам идет ток, что приводит в момент переключения к наличию управляющих сигналов на двух тиристорах преобразователя, подключенных к разным фазам, один из которых стоит в анодной, другой в катодной группах, так как согласно фиг.2, если ранее было включено плечо шестипульсного выпрямителя 1, подключенное к вторичным обмоткам 10, включенным согласно с первичными обмотками трансформатора 2, то включается плечо шестипульсного выпрямителя, подключенного к вторичным обмоткам 13, включенным встречно с первичными обмот- ками трансформатора 2, и наоборот, в результате открываются соответствующие два тиристора преобразователя и по ним идет ток.

По окончании процесса коммутации в шестипульсном выпрямителе 1 ток идет только по одному, вновь включившемуся, плечу, далее включение следующего плеча шестипульсного выпрямителя 1 происходит аналогично изложенному.

Изменение напряжения на светодио- де управляющей оптопары 8 приводит к изменению напряжения включения фото- этой -оптопары, что приводит к изменению момента коммутации плеч шестипульсного выпрямителя в пределах 0-60 эл, град, относительно точки естественной коммутации а поскольку выход формирователя 6 импульсов управления, светодиод которого стоит в плече шестипульсного выпрямителя 1, подключенного к дан- не } фазе, подключен к тиристору, сто au(fc ,4i тз последующей фазе, и поскольк выходы формирователей 6 импульсов уп , ст-етодиоды которых стоят в плечах ш°с n-п.упьсного выпрямителя, тодключекьуу к r-тсричным обмоткам 0Э включенных сого асно с первичными обмотками трг :;сфорг-:атсра 2, под ключей,- к улравлчюпшм злектрод&м тиристоров преобразователя 11, стоящим в анодной группе, и выходы формирова- телеь 6 импульс OR управления, свето- д.чоды которых стоят в плечах шестипульсного выпрямителя, подключенных к тсричным обмоткам 13, включенным встречно с первичными обмотками трансформатора 2. к управляющим электродам тирпстзров катодной руппы- 14 преобразователя i1, то угол коммутации тиристоров преобразователя меняется в пределах 90 - 150 эл.гвад.

Ва фиг,2 представлена диаграмма работы устройства (переключатель 9 в положении I), где: кривые о( отражают фз ткые напряжения на входе гчести- пульсдого выпрямителя 1, U - напряжение включения фототиристора управляющей оптопары 8, кривые b - напряжение на выходе преобразователя, стрелками отмечены моменты включения соответствующих тиристоров преобразователя 11.

При установке переключателя 9 в положение II первичные обмотки трансформатора 2 включаются способом треугольника, что приводит к сдвигу точки естественной коммутации шестипульсного выпрямителя 1 относительно точки естественной коммутации тиристоров преобразователя 11 на 30 эл, град., таким образом при изменении напряжения на входе управляющей опт-опары 8 угол коммутации тиристоров преобразователя 11 меняется в пределах 120-180 эл. град.

Устройство позволяет ПОРЫСНГЬ си-, метрию импульсов отпирания тиристоров преобразователя, так как для всех тиристоров и катодной и анодной rpvnn момент включения определяемся напряжением включения фотот:;р то. го .ь- ко одной управляющей в -т- ли-ше от прототипа, ГДР чомиг.- ,жлючения тиристоров катоцн п: гругпь преобразователя определяется напряжением включения фотгтнрис гор одт ог управляющей оптопары, а чения тиристоров анодной ирообразователя - напряжением лючо пш фототнристора другой упраплчю пс h топары. Наличие тсдько гднсто vnp;n- ллюшего входа упрощает процес управления преобразорятолем. поскольку,

в отличие от nnoiоткпа, не требуется одновременное иэмененяе друх упиэи- ляющих напряженп, примем ДБЗ управляющих напряжения нл входах прототипа должны меняться ь разной степени, так как у тнристорных сптоппр имеется широкий разброс функциональной зависимости напряжения включения фототиристора от напряженгя га светодиоде или от тока черс свегедиод.

о р м у л а

о и

о н н я

Устройство для управления TI:PH, - рами преобразователя, содержащее шестипульснын выпрямитель, каждое плечо которого содержит последовательно соединенные диод, форм .гоопз-- тель импульсов управления, выхоги

которого предназначен для подк точения к управляющему электроду тнрпс гора преобразования, включенного я последующую фазу, и фототиристор опте тары, один вывод свстодчоца кал,Дон оптопары соединен с общей очкой одноименного вывода фототнрнстора данной оптопары и формирователя импульсов управления, другие вь-водм сзетодиодов олтопар первых трех плеч

объединены и через фототирнстор уп- равляюшей оптопары соединены с одноименными выводами фототирнстсров данных оптопар, светодиод управл ю- тцей оптопары предназначен для подключения к источнику сигнала упраз- , ления, другие выводы свегодиодов оптопар вторых трех плеч также кал и другие вывода фототиристоров данных оптопар объединены, формирователи

импульсов управления выполнены в виде дополнительных тиристорных оптопар, светодиоды которых использованы как входы указанных формирователе катоды фототиристоров - как их выходы, а аноды фототиристоров предназначены для соединения с анодами тиристоров преобразователя, для соединения с управляющими электродами которых предназначены их катоды, о т личающееся тем, что, с целью повышения симметрии импульсов отпирания тиристоров преобразователя и упрощения устройства, введены трехфазный трансформатор с двумя группами вторичных обмотокs двухпо- зиционный переключатель с тремя размыкающими и двумя замыкающими контактами, шесть индуктивных элементов и активный элементf причем объединенные катоды светодиодов оптопар первых трех плеч шестипульсного выпрямителя соединены с объединенными катодами светодиодов оптопар вторых трех плеч шестипульсного выпрямителя,, объединенные катоды фототиристоров оптопар первых трех плеч указан

0

5

ного выпрямителя соединены с объединенными катодами фототиристоров оптопар вторых трех плеч и через активный элемент соединены с объединенными началами вторичных обмоток первой группы и концами вторичных обмоток второй группы трехфазного трансформатора, конца вторичных обмоток первой группы и начала вторичных обмоток второй группы через соответст- индуктивные элементы соединены с анодами диодов соответствующих плеч шестипульсного выпрямителя, начала первичных обмоток трехфазного трансформатора предназначены для подключения к питающей сети, начало первичной обмотки каждой фазы соединено также с входом размыкающего контакта предыдущей фазы, выход каждого из которых соединен с концом первичной обмотки соответствующей фазы, дополнительные отводы первичных обмоток фаз А и С через замыкающие контакты двухпозиционного переключателя соединены с дополнительным отводом первичной обмотки фазы В.

Изобретение относится к преобразовательной технике, Цепь изобретения - повышение симметрии импульсов отпирания тиристоров преобразователя и упрощение устройства, С этой целью для всех тиристоров ч анодной и КРТСЦНОЙ групп момент включения определяется напряжением включения фототиристора только одной управляющьп оптопары, что также и упрощает устройство. Трехфазный трансформатор с двумя группами вторичных обмоток, включенных синфазно н противофазно с первичными обмотками, обеспечивает сдвиг 60 эл. град, мевду импульсами управления тиристоров анодной и катодной групп. Переключатель обеспечивает диапазон регулирования угла коммутации тиристоров преобразователя в пределах 90 эл. град. Индуктивные элементы обеспечивают включение тиристоров преобразователя, а активный элемент предназначен для ограничения тока через светодиоды оптопар. 2 кл. о Ј от™ зж

Со

д и с 8 а

в

фиг. 2