Автономный инвертор тока Советский патент 1991 года по МПК H02M7/515 

JL -

фиг {

О 00

ы

СП XI

Изобретение относится к преобразовательной технике и может бьпь использовано в тирясторных преобразователях частоты, предназначенных для питания асинхронных тяговых двигателей (АТД) электропоездов постоянного и переменного тока, а также для питания АТД общепромышленных механизмов.

Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей путем Снижения установленной мощности коммутирующих LC-цепей.

На фиг.1 показана принципиальная схема силовых цепей автономного инвертора тока; на фиг.2 - диаграмма импульсов управления, поясняющая принцип действия инвертора и процесс преобразования постоянного напряжения в трехфазное переменное; на фиг.З - функциональная схема системы управления инвертором; на фиг.4 - Диаграммы токов 1 и напряжений U, поясняющие принцип действия и электромагнитные процессы происходящие в инверторе.

Автономный инвертор тока (фиг.1) содержит шины 1 и 2 постоянного тока для подключения к источнику 3 питания, сглаживающий реактор 4, подсоединенный к шине источника питания, трехфазный мост главных тиристоров 5-10, подсоединенный выводами постоянного тока к выводу сгла- хивающего реактора 4 и к шине 2 постоянного тока, а выводами переменного тока - к трехфазной нагрузке 11-13 (где 11 - фаза А, 12 - фаза В и 13 - фаза С), трехфазный мосг распределительных диодов 14-19, подсоединенный выводами переменного тока к выводам переменного тока трехфазного моста главных тиристоров, коммутирующую LC- цепь, состоящую из последовательно включенных коммутирующих конденсатора 20 и реактора 21, два перезарядных тиристора 22 и 23, подсоединенных одними анодом и катодом к анодам и катодам трехфазного Моста главных тиристоров -л другими анодом и катодом к выводам коммутирующей LC-цепи, коммутирующие тиристоры 24 и 25, подсоединенные одними анодом и катодом к анодам и катодам трехфазного моста распределительных диодов и другими анодом и катодом к другому выводу коммутирующей LC-цепи, ускорительные тиристоры 26 и 27, подсоединенные соответствующими выводами между выводами постоянного тока трехфазных мостов главных тиристоров и распределительных диодов, блок 28 управления, подсоединенный выходными выводами к управляющим входам тиристоров, Блок 28 управления (фиг.З) содержит двухканальный регулятор 29 частоты, выход

которого подсоединен к входу мьухканаль- ного распределителя 30, 31 импульсов управления, подсоединенного своими выходами через усилители-формирователи

32-41 к управляющим входам тиристоров 5-10, 22, 23 и 24, 25. Кроме юго, выход распределителя 30 через одновибратор 42 и усилитель-формирователь 43 подсоединяется к управляющим входам ускорительного

0 тиристора 26, а выход распределителя 31 через одновибратор 44 и усилитель-формирователь 45 подсоединяется к управляющим входам ускорительного тиристора 27. Инвертор работает следующим обра5 зом (фиг.2).

Предположим, что на интервале времени tcrti включены тиристоры 8 и 9, вследствие чего ток нагрузки протекает от плюса источника 3 питания через реактор 4 по це0 пи: тиристор 9, фаза С, фаза В, тиристор 8, шина 2, минус источника питания. При этом конденсатор 20 заряжен полярностью напряжения, указанной на фиг.1. В момент времени ti согласно диаграмме фиг. 1, вклю5 чают тиристоры 22 и 24, вследствие чего конденсатор 20 перезаряжается по контуру: 20, 21, 24, 16, 9, 22, 20 и ток в тиристоре 9 уменьшается до нуля (фиг.4).

0 В момент выключения тиристора 9 ток нагрузки фазы С замыкается по цепи: 3, 1, 4, 22, 20, 21, 24, 16, фаза С, фаза В, 8, 2, 3, вспегстаие чего конденсатор 20 перезаряжав L,I током нагрузки, а к выключаемому

5 тиристору 9 на время восстановления вентильных свойств прикладывается напряжение конденсатора 20,

В момент времени т.2 с выдержкой времени, равной г, включается ускорительный

0 тиристор 26 и коммутирующий конденсатор 20 перезаряжается в колебательном режиме на противоположную полярность по контуру: 20, 21,24, 26, 22,20.

В момент времени т.з напряжение на

5 коммутирующем конденсаторе достигает напряжения входного источника 3 питания, вследствие чего начинается процесс спада тока в фазе С и нарастания в фазе А, так как на вход тиристора 5 подан управляющий импульс.

0 На интервале времени 13-Т.4 ток в фазе С спадает до нуля и конденсатор 20 заряжается до напряжения, превышающего входное напряжение источника 3.

В очередной момент коммутации (мо- 5 мент времени t5) включаются перезарядный 23 и коммутирующий 25 тиристоры, а затем с выдержкой времени г- ускорительный тиристор 27, вследствие чего выключается тиристор 8 фазы В. Электромагнитные процессы в контуре коммутации аналогичны рассмотренным.

Первоначальный заряд коммутирующего конденсатора до напряжения любой полярности можно осуществить от отдельного источника зарядного напряжения или от источника 3 питания путем включения перезарядного коммутирующего и главного тиристоров. Например, для заряда конденсатора в исходную полярность, указанную на фиг.1, включают тиристоры 5, 25 и 23, вследствие чего конденсатор заряжается по контуру; 3, 1, 4, 5, 17, 25, 21, 20, 23. 2, 3.

Блок управления автономным инвертором тока работает следующим образом. На вход устройства подается сигнал задания выходной частоты, на входы распределителя 30, 31 импульсов управления подается последовательность сдвинутых во времени импульсов управления. С выхода рас- пределителя логические сигналы управления поступают на входы усилителей-формирователей 32-41 и согласно диаграмме управления (фиг.1) на управляющие входы тиристоров и 22- 25.

В моменты времени ti.,.ts распределитель 30, 31 формирует импульсы управления, поступающие на управляющие входы перезарядных и коммутирующих тиристо- ров и на входы одновибраторов 42 и 44, формирующих задержку, равную т, С выходов одновибраторов 42 и 44 через усилительно-развязывающие элементы 43 и 45 логические сигналы поступают для управле- ния ускорительными тиристорами 26 и 27.

Формула изобретения

Автономный инвертор тока, содержащий трехфазные мосты главных тиристоров и распределительных диодов, объединен- ные между собой выводами переменного тока, подключенными к выходным выводам, а выводами постоянного тока трехфазный мост главных тиристоров подсоединен через сглаживающий реактор к шинам для подключения источника питания, коммутирующую LC-цепь, состоящую из последовательно соединенных конденсатора и реактора, два перезарядных тиристора,

подсоединенных одними анодом и катодом соответственно к анодам и катодам трехфазного моста главных тиристоров, два коммутирующих тиристора, подсоединенных одними катодог л анодом соответственно к анодам и катг-мм трехфазного моста распределительны, диодов, блок управления, состоящий из i оследовательно соединенных двухканального регулятора частоты, выполненного формирующим в зависимости от задания последовательность сдвинутых во времени в каждом канале логических сигналов управления, двухканального распределителя импульсов управления, в каждом канале управления подсоединенного через усилительно-развязывающие элементы к управляющим входам трехфазного моста главных и перезарядных тиристоров, двух одновибраторов, выполненных формирующими задержку т, где г- интервал времени, необходимый для восстановления вентильных свойств трехфазного моста главных тиристоров, подсоединенных входными выводами к соответствующим выходам двухканального распределителя импульсов управления, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабарит- ных показателей путем снижения установленной мощности коммутирующих LC-цепей, в него дополнительно введены два ускорительных тиристора, включенных между выводами постоянного тока трехфазных мостов главных тиристоров и распреде- лительных диодов и соединенных одноименными выводами с последними, а перезарядные тиристоры соединены между собой другими анодом и катодом и подключены к одному выводу коммутирующей LC- цепи, соединенной другим выводом с другими анодом и катодом двух коммутирующих тиристоров, причем выходные выводы одновибратора подключены в каждом канале через введенные усилительно-развязывающие элементы к управляющим входам ускорительных тиристоров, а управляющие входы коммутирующих тиристоров через усилительно-развязывающие элементы подсоединены в каждом канале к входным выводам одновибраторов.

УХ

Изобретение относится к преобразовательной технике. Целью является улучшение массогабаритных показателей путем снижения установленной мощности коммутирующих С-цепей. Устр-во содержит трехфазные мосты главных тиристоров 5-10 и распределительных диодов 14-19. Коммутирующая С-цепочка 20, 21 подключена к перезарядным 22, 23 и коммутирующим 24, 25 тиристорам. Подключение управляющих входов ускорительных тиристоров 26, 27 к выходу одновибратора, формирующего задержку, обеспечивает требуемое для восстановления вентильных свойств главных тиристоров обратное напряжение 4 ил

хх

И

М-«ДtФиг.

S

XV

S

ш

25 71

ФигЛ