Непосредственный тиристорный преобразователь частоты с искусственной коммутацией Советский патент 1977 года по МПК H02M5/27 

гональ зарядного тиристорного моста включена диагональю мостовая схема, в два плеча которой включены тиристоры 12 и 13, а в другие два плеча - цепочки, образованные последовательно соединенными дросселем 14 и коммутируюш,им конденсатором 15 в одном плече и дросселем 16 и коммутирующим конденсатором 17 в другом плече. Ко второй дна-, гонали мостовой схемы подключен диагональю распределительный тиристорный мост, образованный тиристорами 18-21, во вторую диагональ которого включена нагрузка 22 и датчик направления тока нагрузки 23, связанный со схемой управления, состоящей из управляющего генератора 24, распределителя импульсов 25 и схемы совпадения 26.

В предлагаемом преобразователе частоты применен способ формироваиия кривой выходного напряжения путем циклического подключения на равные промежутки времени нагрузки к линейным питающим напряжениям. При этом алгоритм работы силовых тиристоров следующий.

АВ (1, 5) (1, 6) (2, 6) (2, 4) {3, 4) (3, 5),

где АВ, ВС, АС - линейные напряжения, к которым подключается нагрузка;

1,2,3,4,5,6 - номера тиристоров, подключающих нагрузку к линейным напряжениям.

Предположим, что импульсы управления с управляющего генератора 24 через распределитель импульсов 25 подаются на силовые тиристоры 1 и 5 и с некоторой задержкой на тиристоры 9, 10, 12, 13. При этом коммутирующие конденсаторы 15 и 17 заряжаются с полярностью, указанной на чертеже. В следующий момент времени нагрузка переключается на другое линейное питающее напряжение, предположим с помощью тиристоров 1 и 6. Следовательно, необходимо погасить тиристор 5. Для определения того, какой коммутирующий конденсатор необходимо подключить параллельно силовому тиристору, последовательно с нагрузкой включен датчик направления тока нагрузки 23, сигнал которого поступает на схему совпадения 26. Сюда же поступают импульсы с управляющего генератора 24 через распределитель импульсов 25, а с выхода схемы совпадения подаются, в зависимости от направления тока нагрузки, импульсы на те или иные распределительные тиристоры 18- 21. Одновременно подаются импульсы управления на тиристоры 8 и 11 зарядного тиристорного моста. Например, если направление тока соответствует направлению, указанному сплошной стрелкой, то для гашения тиристора 5 со схемы совпадения 26 подаются импульсы на включение тиристора 21. С некоторой задержкой, достаточной для восстановления запирающих свойств тиристора 5 включается тиристор 19, обеспечивая независимый от нагрузки ускоренный перезаряд коммутирующего конденсатора 15. Перед началом следующего рабочего цикла, т. е. выключения силового тиристора, необходимо перезарядить коммутирующий конденсатор 15. Для этого подаются импульсы управления на тиристоры 9, 10, 12, 13.

Если направление тока соответствует пунктирной стрелке, то импульсы управления с блока совпадения подаются на тиристор 20 и с некоторой задержкой на тиристор 18, обеспечивая ускоренный перезаряд коммутирующего конденсатора 17. После включения тиристоров 9, 10, 12, 13 конденсатор 15 перезаряжается и готов к следующему рабочему циклу.

Использование предлагаемого узла искусственной коммутации выгодно отличает преобразователь частоты с непосредственно связью на симметричных тиристорах от указанного прототипа, так как позволяет использовать один узел искусственной коммутации для одновременного гащения тиристоров в нескольких силовых схемах нагрузки. При этом количество тиристоров узла искусственной коммутации уменьшается от 36, необходимых при трехфазном выходе в прототипе, до 18 в предлагаемом преобразователе частоты (см. фиг. 2). В результате значительно уменьщается масса и габариты преобразователя частоты и увеличивается его надежность.

Трехфазно-трехфазный преобразователь частоты (см. фиг. 2, где 27-32 вентили, 33-35 дроссели, 36-56 тиристоры) работает следующим образом.

Пусть на входе преобразователя частоты отсутствуют обычно устанавливаемые для ограничения токов короткого замыкания дроссели 33, 34, 35 (см. фиг. 2) и пусть . Тогда в фазах нагрузки протекает ток, как указано стрелками, и проводят ток тиристоры 1, 5, 36, 40, 47, 51. В следующий момент времени в соответствии с алгоритмом работы необходимо погасить тиристоры 5, 40, 51 и включить тиристоры 6, 41, 52. Для этого с системь управления подаются импульсы на включение тиристоров 8, 11 зарядного тиристорного моста и 20, 45, 56 распределительного тиристорного моста. Гашение тиристоров 5 и 51 обеспечивает конденсатор 17, а гашение тиристоров 40 - конденсатор 15. Процесс гашения тиристора 5 протекает аналогично вышеописанному.

Если бы происходило гашение тиристора 5 в трехфазно-однофазной схеме на фиг. 1, то конденсатор 17 разряжался по цепи «+, 20, 5, 31, 11, 16 «-, и после выключения тиристора 5 процесс разряда продолжался бы через нагрузку, т. е. должен проводить диод 31.

ЕСЛИ бы аналогично происходил процесс гашения тиристора 51, то проводил бы диод 32.

В трехфазно-трехфазной схеме процесс несколько изменяется. При VG диод 31 проводить не может, так как находится под обратным напряжением, равным линейному напряжению сети. Считаем, что внутреннее сопротивление сети равно 0.

Тогда конденсатор 17 обеспечивает гашение тиристора 51 по цепи «+ 55, 51, 32, 11, 16, «-, и гашение тиристора 5 по цепи «+. 20, 5, фаза В, фаза А, 32, 11, 16, «-.

То есть гашение тиристора 51 обеспечивается за счет напряжения на конденсаторе, а гашение тиристора 5 за счет суммы напряжения на конденсаторе и линейного напряжения сети. После выключения тиристоров 5, 51 через время, равное времени восстановления, включают тиристоры 18, 53, 43, при этом тиристоры 20, 45 и 55 после окончания перезаряда выключаются. Аналогично протекают процессы и в остальные интервалы времени.

Следует отметить, что установка дополнительных дросселей 33-35 изменяет процесскоммутации. В этом случае возможна работа одновременно диодов (например 31) без к. 3. источника, так как-внутреннее :СО-П;ротивление сети больнее внутре ннего,ебпротй;вЛенвд контура коммутации. Тосда на дросселях- в.. момент коммут|цйи падениё налряжёнйя равт но линейному, а потенциалы катодов циодев 32 и 31 равны. Гашенйё Т-ирйсторов 5 и51 протекает тогда аналогично вышеописанному.

Фор мула из о бр етен ия-.

Непосредственный тиристорный-- преобразователь частоты с искусственной коммутацйёй тиристоров, содержащий основные . ти.ристор

ные мосты, а также блок принудительной коммутации, включающий в себя выходами встречно-параллельно соединенные зарядный тиристорный и вспомогательный вентильный

мосты, причем вход вспомогательного вентильного моста подсоединен к входным выводам преобразователя, распределительные мосты, диагональю переменного тока включенные к выходным его выводам, дроссели, коммутирующие конденсаторы, а также блок управления в виде задающего генератора, распределитель импульсов, индикатор направления тока нагрузки и логические элементы И, отличающийся тем, что, с целью упрощения, он снабжен мостовой схемой, два противоположных -плеча которой содержат тиристоры, а два друтих - последовательно соединенные коммутирующие конденсатор и дроссель, причем одна

из диагоналей этой мостовой схемы подключенаК диагонали переменного тока указанного зарядного моста-i а другая-- к диагонали постояйного тока распределительного моста.

-Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство № 180689, кл. 21 А 14/02, 1965. - 2 Авторское свидетельство № 213958,

-кл. 2Ы2, 14/02, 1965. ,/

3. Авторское свидетельство № 309435,

кл.2Ы2, 14/01, 1968.

Ag

в 0181920,