Устройство для управления многофазным преобразователем Советский патент 1992 года по МПК H02M7/12 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управле- ния преобразователями, питающими электрические машины постоянного и переменного тока, в частности электромагнитные двигателя возвратно-поступательного движения, применяемые в горных машинах ударного действия,

В известных технических решениях не обеспечиваются надежное формирование и переключение выпрямительных и инвертор- ных управляющих импульсов. Поочередная работа силовых тиристоров преобразователей обеспечивается сигналами раздельного управления, что снижает надежность в работе в этих режимах при резкопеременных и циклических нагрузках преобразователей.

Целью изобретения является повышение надежности в работе устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве введены шесть диодов, шесть тиристорных усилителей.-формирователей управляющих импульсов выпрямительного режима, шесть диодов и шесть тиристорных усилителей-формирователей управляющих импульсов инверторного режима, выводы резистора выпрямителя-формирователя, выполненного по трехфазной мостовой схеме, зон проводимостей инверторного режима соединены с выходными выводами этого трехфазного мостового выпрямителя, выпрямитель-формирователь зон проводимостей выпрямительного режима выполнен аналогично выпрямителю-формирователю зон проводимостей инверторного режима, а их входные зажимы соединены с соответствующими выходами

ел

о о ел

вторичных обмоток синхронизирующе го трансформатора 1 непосредственно, входные зажимы усилителей-формирователей управляющих импульсов выпрямительного и инверторного режимов соединены с соответствующими выходными выводами выпрямителей-формирователей зон прово- димостей выпрямительного и инверторного режимов соответственно, усилители-формирователи выпрямительного режима выполнены с двумя выходами, связанными через диоды с первыми выводами соответствующих управляемых ключей, вторые выводы которых предназначены для подключения к управляющим электродам вентилей преобразователя и через диоды соединены с выходами соответствующих усилителей-формирователей управляющих импульсов инверторного режима.

Целью изобретения является повышение надежности в работе устройства.

На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства для управления многофазным преобразователем; на фиг 2 - временные диаграммы его работы.

v rтройство содержит трехфазный синхронизирующий трансформатор 1 с первичной обмоткой 2 соединенной в звезду и двумя группами вторичных обмоток 3 и 4 (обмбтки 3 включены в звезду, обмотки 4 - в треугольник), неуправляемые выпрямители-формирователи зон проводимостей управляемых вентилей многофазного преобразователя 9.1-9.6 в выпрямительном и инверторном 6 режимах, усилители-формирователи выпрямительных 7.1-7,6 и инвер- торных 8.1-8.6 управляющих импульсов силовых тиристоров 9.1-9.6 управляемого мостового преобразователя, управляемого ключа 10, 11 с нормально разомкнутыми контактами 1.11-1,16, выпрямители-формирователи 5,6 зон проводимостей выпрямительного и инверторного режимов работы силовых тиристоров содержат в плечах насыщающиеся импульсные трансформаторы 5.1-5.6; 6.1-6.6 с одной первичной и одной вторичной обмотками, выпрямительные диоды 5.7-5.12; 6.7-6.12; развязывающие диоды 5.1.1-5. 6.1.1.-6.6.1, резисторов выпрямителей формирователей 5.17; 6.17; усилители-формирователи управляющих импульсов 7.1-7.6; 8.1-8,6 содержат зарядные диоды 7,11-7.61; 8.11-8.61, тиристоры 7,12-7.62; 8.12-8.62, конденсаторы - накопители энергии управляющих импульсов 7.13-7.63; 8.13-8,63; импульсные трансформаторы выпрямительного режима 7.14-7,64 с двумя вторичными обмотками 7.17; 7.18- 7.67; 7.68 и развязывающими диодами 7.15; 7.16-7.65; 7.66; импульсные трансформаторы инверторного режима 8 14-864 с вторичными обмотками 8,15-8.65 и развязывающими диодами 8.16-8,66, резисторы усилителей-формирователей 7.19; 7,39;

7,59, силовые вентильные ключи 9.1-9.6 с двумя входами 1,2 с ключами 11,1-11.6, нагрузку 9.7,

Устройство работает следующим образом.

При включении ключа 10 в момент времени wti реле 11 замыкает свои контакты - ключи 11.1-11.6 и в момент времени a) t2 включается диод 5.11 моста 5 и диод 5.7, при этом импульсный трансформатор 5.1 формирует передним фронтом импульса тока диода 5.7 положительный импульс во вторичной обмотке импульсного трансформатора 5,1. Этот импульс, пройдя через диод 5.11, с выхода 7,1 подается на управляющий

электрод тиристора 7,12 усилителя-формирователя 7,1. Через этот тиристор разряжается предварительно заряженный через диод 711 накопительный конденсатор 7 13. Причем управляющий импульс на тиристор

7.12 подается во время положительной полуволны напряжения в точке ai. Общие точки катодов тиристоров 7.12; 8.12; 7.32; 8.32; 7.52; 8.52 и аноды тиристоров 7.62; 8.62; 7.22; 8.22; 7.42; 8.42 подключены к соответствующим фазам at, bi, ci первой вторичной обмотки 3 синхронизирующего трансформатора, собранный в звезду через резисторы 7.19; 7.39; 7.59.

Положительный импульс управления

усилителя-формирователя, сформированный трансформатором 7,14, снимается с вторичных обмоток 7.17; 7.18 и через развязывающие диоды 7.15; 7.16 подается одновременно на тиристоры 9.1 и 9.6 на входы 1

через замкнутые ключи 11,1 и 11.6. На эти же входы кроме управляющих импульсов с углами а 0 подаются дублирующие импульсы через я/3 эл. град, от соответствующих тири- сторных усилителей-формирователей

управляющих импульсов. В момент времени cot2 тиристоры 9.1 и 9,6 включаются и к нагрузке преобразователя 9.7 прикладывается полное напряжение Ud ив ней начинает нарастать ток Id. В момент времени

сиз управляющие импульсы формируются усилителем-формирователем 7.2 и подаются на тиристор 9.2, а дублирующий импульс Ud2i подается на тиристор 9.1, и так далее. Управляющие и дублирующие импульсы

подаются на соответствующие тиристоры пока включен ключ 10, до момента времени

1)Д ,

Инверторные управляющие импульсы нз силовые тиристоры подаются постоянно,

вне зависимости от состояния ключа 10, со сдвигом/ т эл, град. Формирование

этих импульсов показано на интервале времени аЛА MIS. При выключении ключа 10 его контакты 11.1-11.6 размыкаются и преобразователь переходит из выпрямительного режима в инверторный. При этом ток Id индуктивной нагрузки 9.7 интенсивно снижается под действием обратного напряже- ния Ud A . Форма напряжения на индуктивной нагрузке приведена на фиг,2. В момент времени ащ ток нагрузки снижается до нуля, а в момент времени при включении ключа 10 преобразователь вновь включается в выпрямительном режиме, ток в нагрузке вновь нарастает и цикл работы преобразователя повторяется,

В качестве ключей 10 и реле 11 с контактами 11.1-11.6 могут быть использованы бесконтактные элементы, например транзисторы, тиристоры или оптроны.

Устройство для управления многофазным преобразователем использует недорогие материалы и радиокомпоненты, что снижает затраты на освоение устройства при серийном выпуске и его эксплуатации. Конструкция устройства позволяет надежно и просто вести управление многофазным преобразователем, что способствует пол- учению значительного экономического эффекта.

Формула изобретения

Устройство для управления многофазным преобразователем, содержащее две- надцать диодов, шесть управляемых ключей, управляющие входы которых объединены и предназначены для подачи на них сигнала задания режима работы преобразователя и трехфазный синхронизирующий трансформатор, первые вторичные обмотки которого соединены в звезду и связаны с входными зажимами выпрямителя-формирователя зон проводимостей выпрямитель- ного режима, вторые вторичные обмотки синхронизирующего трансформатора соединены в треугольник и связаны с входными зажимами выпрямителя-формирователя зон проводимостей инверторного режима,

выполненного в виде трехфазного мостового выпрямителя, последовательно с каждым диодом которого включены первичные обмотки соответствующих импульсных трансформаторов, выводы вторичных обмоток которых использованы в качестве выходных выводов выпрямителя-формирователя зон проводимостей инверторного режима, в качестве входных выводов которого использованы входные выводы трехфазного мостового выпрямителя, первый выходной вывод которого соединен с первым выводом резистора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены шесть диодов, шесть тиристорных усилителей-формирователей управляющих импульсов выпрямительного режима и шесть тиристорных усилителей-формирователей управляющих импульсов инверторного режима, второй вывод резистора выпрямителя-формирователя зон проводимостей инверторного режима соединен с вторым выходным выводом трехфазного мостового выпрямителя, причем выпрямитель-формирователь зон проводимостей выпрямительного режима выполнен аналогично выпрямителю-формирователю зон проводимостей инверторного режима, а их входные зажимы соединены с соответствующими вторичными обмотками синхронизирующего трансформатора непосредственно, входные зажимы усилителей-формирователей управляющих импульсов выпрямительного и инверторного режимов соединены с соответствующими выходными выводами выпрямителей-фор мирователей зон проаодимостей выпрями- телького и инвер т б ptfbro режимов соответственно, усилители-формирователи выпрямительного режима выполнены с двумя выходами, связанными через диоды с первыми выводами соответствующих управляемых ключей, вторые выводы которых предназначены для подключения к управляющим электродам вентилей многофазного преобразователя и через диоды соединены с выходами соответствующих усилителей- формирователей управляющих импульсов инверторного режима.

as

. /

да

..Й55

95 р жШ

г г 0С (0 NJ ге

И iXA-y 9

Р Щ fff

I

Ј 9 1Г9

Ш7-,

,

ичЛ/JpT

f Ј Б 9 W

ty

TS

0- &

ГХАЭЫ

3-

т

а

+

Т

|

Z® /W /

5Ј

-ef b T-ФН

-в 0/r Fn. c-cT.11 WL с v&

Ф

-0

-0

и. «, (.

жш

W

ей

№

К

si

k

Ual U81 Uci Ua2 и$2 Uc2 UaZ

UB2

Фиг. 2

Сущность изобретения: выпрямители- формирователи зон проводимостей выпрямительного 5 и инверторного 6 режимов снабжены шестью насыщающимися импульсными трансформаторами с одной первичной и одной вторичной обмотками, шестью диодами и резистором. Причем каждая первичная обмотка импульсного трансформатора и диод образуют плечи мостовых выпрямителей, нагруженных на эти резисторы, а вторичные обмотки импульсных трансформаторов формирователей зон про- водимостей выпрямительных и инвертор- ных режимов подключены к соответствующим тиристорным усилителям-формирователям 7 и 8 управляющих импульсов. Устройство содержит две независимые группы усилителей-формирователей выпрямительных и инверторных управляющих импульсов, подключенные к соответствующим1 фазам первой группы вторичных обмоток синхронизирующего трансформатора, соединенных в звезду через резисторы, 2 ил. сл с