Способ управления тиристорным преобразователем Советский патент 1976 года по МПК H02P13/16 

1

Предлагаемый способ управления тиристорным преобразователем относится к области преобразовательной техники и может быть использован в электроприводе постоянного тока, в частности, для управления тиристорным преобразователем, используемым в регуляторе скорости рудничных контактных электровозов.

Известен способ управления тиристорным преобразователем постоянного тока, содержащим силовой тиристор, коммутирующий тиристор и коммутирующий конденсатор, заключающийся в том, что формируют импульсы управления силовым тиристором и через регулируемый интервал времени формируют импульсы управления коммутирующим тиристором 1.

Недостатком этого способа является то, что при значительных колебаниях напряжения источника питания и нагрузки в схеме возможен срыв коммутации, что ведет к нарущеншо работоспособности устройства.

Известен также способ управления тиристорным преобразователем, когда импульсы управления коммутирующим вентилем формируют в моменты равенства тока нагрузки с током уставки путем сравнения последних 2.

Этот способ предотвращает возможность срыва коммутации при колебаниях нагрузки, однако не исключает возможности срыва при колебаниях напряжения источника питания.

Паиболее близким к изобретению является способ управления тиристорным преобразователем, содержащим силовой тиристор, коммутирующий тиристор и коммутирующий конденсатор, состоящий в том, что формируют импульсы управления коммутирующим тиристором, вводят запрет на формирование импульсов управления силовым тиристором, сравнивают напряжение на коммутирующем копденсаторе с напряжением источника питания и при равенстве напряжений снимают этот запрет 3. Применение такого снособа управления тирпсторным преобразователем повыщает коммутационную усдойчивость иреобразователя. Однако он не обеспечивает коммутационной устойчивости преобразователя, питающегося от источника питания с больпшми колебаниями напряжения, или при кратковременных исчезновениях напряжения.

Цель изобретения - устранение срывов коммутации преобразователя пз-за недостаточного заряда коммутирующего конденсатора, т. е. повыщенпе надежности работы преобразователя.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу пороговый уровень задают стабильным по величине.

На чертеже показана схема устройства для осуществления предлагаемого способа управления.

Тиристорно-импульсный преобразователь 1 содержит силовой тиристор 2, соединенный иоследовательио с нагрз-зкой 3, коммутирую1ИИЙ тиристор 4, со.ммутирую1ипй коидеисатор 5, дроссель 6 и диод 7.

В качестве источиика уиравляюииьх импульсов иримеиеиы генераторы 8 и 9. Схемы геиераторов аналогичиы. Каждый геиератор содержит катушку иидуктивности 10, дииистор И, конденсатор 12, тиристор 13, выходной имиульсный трансформатор 14 и pcsiicTop 15. Вторичная обмотка выходного имиульсиого трансформатора 14 генератора 8 соединена с унравляющим электродом силового тнрнстора 2, а генератора 9 - с унравляюииьм электродом коммутирующего тиристора 4. Катушка индуктивности 10 генератора 8 имеет иодзижиый сердечиик, нозволяющий регулировать частоту геиератора. Частота генератора 9 - иостояниая. Геиератор 9 подключен к тому же источнику нитания, что и тнрнсторно-имнульсный преобразователь 1, а генератор 8 - к плюсу того же источника нитания н катоду силового тиристора 2.

При иодаче нанряжепия на вход иреобразователя 1 начинает заряжаться коммутирующий конденсатор 5. Поскольку генератор 8, формирующий имиульсы уиравлеиия силовым тиристором 2, нодключен к нлюсу нсточиика питання н катоду силового тнрнстора, то напряжение на его входе нри закрытом силовом тиристоре 2 онределяется нанряжеиием иа коммутирующем конденсаторе 5. Поэтому, нока коммутирующий конденсатор 5 не зарядится до нанряження, достаточного для открытия динистора 11 геиератора 8, формирование управляющих имиульсов для силового тиристора 2 не пронсходит, н снловой тиристор не включается.

Запрет на формнроваиие управляющих импульсов для силового тиристора 2 действует до тех пор, пока мгновенное значенне напряжения на коммутирующем конденсаторе 5 не превысит ианрял ен 1я открытия дннистора 11 генератора 8. После открытия дниистора 11 генератор 8 начинает формировать имнульс управления, открывающий снловой тнрпстор 2.

Динистор И генератора 9, формируюи1,его импульсы управления коммутирующим тнрнстором 4, открывается сразу после иодачн напряження па вход преобразователя 1, так как вход генератора 9 подключен нараллельио входу преобразователя, а напряжение открытия дииистора 11 меиьще напряжения источника нитания.

Поскольку генераторы 8 н 9, иосле открытия их диннсторов 11, работают аналогичио, рассмотрим работу одного из FIHX.

После открытия диннстора II начинает заряжаться конденсатор 12, носле его заряда динистор 11 закрывается, а конденсатор 12 начинает разряжаться через резистор 15 и уиравляющнй иереход тиристора 13. Тиристор 13 открывается, и конденсатор 12 разряжается через пепБичную обмотку нмиульсного

трансформатора 14. На выходной обмотке трансформатора формируется управляющий имнульс. Заряд конденсатора 12 генератора 8 начинается позже, чем геиератора 9, однако унравляющий нмиульс иа выходе может появиться раиьще чем в геиераторе 9, поскольку индуктивность катущкн 10 генератора 8 регулируется. Если управляющий имнульс иа включение

коммутнрующего тнристора 4 будет сформироваи раиьще уиравляюи1его импульса иа 15ключение силового тиристора 2, то тиристор 4 ие откроется, так как силовой тиристор 2 закрыт и измеиеиий в работе нреобразователя

не произойдет. После прихода нмиульса с выхода геиератора 8, силовой тир 1стор 2 открывается, и иа выходе нреобразователя 1 появится иаиряженне, а ннтанне генератора 8 прекратится, так как его вход окажется защуитирован незначительиым сопротивлением дросселя 6 и открытого силового тнристора 2. После ирихода нмиульса управления с генератора 9 на включеине гасящего тиристора 4, иоследиий открывается, а коммутирующий

коидеисатор 5 перезаряжается и через диод 7 закрывает тиристор 2. Затем коммутирующий конденсатор 5 начинает заряжаться от источиика ннтання, и циклы работы .устройства повторяются. Ипдуктивиость катушки 10 генератора 8 нри ее макснмальном значении не иревышает иидуктивиости катущкн 10 генератора 9, иоэтому работа устройства синхроинзирована и выдача импульсов с генераторов 8 н 9 будет нронсходить поочередио, носкольку ннтаиие на генератор 8 нодается только после закрытия тиристора 2, т. е. после прихода унравляющего импульса на коммутирующий тирнстор 4. Выбор в этом устройстве динистора 11 геиератора 8 с таким нанряжение.м отпирания, веЛ1гчииа которого равна значению наиряжеиия па коммутирующем кондеисаторе 5, нри котором ироисходит закрытие силового тиристора 2 ири максимальном токе иагрззки 3, устрапяет срыБь 1 ко.ммутанин иреобразователя изза недостаточного заряда коммутирующего коидеисатора, а следовательно повышает надежность иреобразователя.

Формула изобретения

Способ управления тирнсторным нреобразователем, содержащ М силовой тиристор, коммутирующий тиристор и коммутирующий коиденсатор, состоящий в том, что формируют

импульсы управления коммутирующим тиристором, вводят заирет иа формнроваиие импульсов уиравления снловы.м тнристором и синмают этот запрет ирн превыщении наиряжеиия иа коммутирующем конденсаторе порогового уровня, отличающийся тем, что, с пелью новышення надежности работы преобразователя, пороговый уровень задают стабильным по величине. Источинки ииформаиии, нрииятые во виимаиие нри эксиертизе:

1. Управление полупроводниковых силовых статических преобразователей. М., «Наука, 1970, с. 27, рис. 2.

2.Авт. св. № 295825, кл. Н 02Р 13/16, 1970.

3.Авт. св. 333669, кл. Н 02Р 13/16, 1970 (прототип).