Непосредственный преобразователь частоты с искусственной коммутацией тиристоров Советский патент 1978 года по МПК H02M5/297 

зователЯ при однофазном выходе; на фиг. 2то же при трехфазном выходе.

Для упрощения при построении использованы симисторы, .

Преобразователь частоты с непосредственной связью (см, фиг. 1) состоит из силовой схемы, построенной по мостовой схеме на симметричных или встречно-параллельных тиристорах 1-6 (дроссели, последовательно с симметричными тиристорами не показаны), блока принудительной коммутации, состоящего из трехфазного диодного моста 7, подключенного на cTQpoae постоянного тока к диагонали постоянного тока однофазного ти-ч ристи{5ного моста, образованного тиристорами 8., В диагональ переменного тока этого моста включена одна,, из диагоналей москгоБой cxeMbi в два плеча которой включены тиристоры 12 и 13, а в другие два плеча цепочки, образованные побледовательно соединенными дросселем 14 и коммутирующим конденсатором 1S в одном плече и дросселем 16 и коммутирующим конденсатором 17 в : другом плече,Ко второй диагонали мостовой

схемы подключен распределительный тиристор нь1Й мост, образованный тиристорами 1&«21,во .вторую диагональ которого В1шючена нагрузка 22 и датчик 23 направления тока на грузки, свя« занный с блоком управления, который состоит из задаюшегх) генератора 2.4, распределителя 25 импульсов и схемы 26 совпадения. Через дроссели 27, 28, 29 преобразователь подключен к сети.

В предложенном преобразователе применен способ формирования кривой выходного напряжения дутем циклического подключения на равные промежутки времени нагрузки к линейным питающим найряжениям. При этом алгоритм раооты.силовых тиристоров следующий:,

АВ( 2 и 5)(1-6)(2и 6)(2 и 4) и 4),(3 и 5),.

где AB.BCjAC «-линейные напряжения, к которы подключается нагрузка номера тиристоров. 1, 3,4,5,6, подключающих нагрузку к линейны напряжениям.

Из приведенного алгоритма видно, что поочередно происходит га 1ение тиристоров 1-3, а затем в плече с тиристорами 4-6..

Предположим, импульсы управления с задающего генератора 24 через распределитель 2 5 импульсов подаются на силовые ти рисахзры 1 и 5 и с некоторой задержкой на тириторы 9, Ю, 12 и 13. При этом коммутирующ1Ге конденсаторы 15 и 17 заряжаются с полярностью,, указанной на фиг. 1. В следующий момент времени нагрузка пеуреключается на другое линейное напряжение, предположим с помощью тиристоров 1

6.- Следовательно, необходимо погасить иристор 5, Для, определения,какой коммуирующий конденсатор необходимо подклюить параллельно силовому тиристору, поседовательно с нагрузкой включен датчик 3 направления тока нагрузки, сигнал коорого поступает на схему 26 совпадения. юда же поступают импульсы с управлякиего генератора 24 через распределитель 25 импульсов, а с выхода схемы совпадения подаются, в зависимости от направления тока нагрузки, импульсы управления на те или иные тиристоры 18-21. Если гащ.ение происходит в плече с тиристорами 1-3, то распределитель 25 импульсов выдает импульсы управления. на тиристоры/ 8-11 однофазного тиристорного моста. Если же гашение происходит; в плече с тиристорами 4-6, то импульсы управления подаются на тиристоры 9 и 10 однофазного«тиристорного моста. Например, если направление тока соответствует направлению указанному сплощной стрелкой, то для гащения тиристора 5 подаются управляющие импульсы на тиристор 20. С некоторой задержкой, достаточной для восстановления запирающих свойств тиристора 5, включается тиристор 21, обеспечивая ускоренный перезаряд конденсатора (считаем, что конденсаторы заряжены с полярностью, указанной в ск(5бках), ло цепи: ,конденсатора 17 - тиристоры 20. и 21дроссель 14 - конденсатор 15- тиристор Ю, источник цитанйя, тиристор 9, дроссель 16. + конденсатора 17. В следующий момент необходимо погасить тиристор 1.

После предьщущего .коммутационного цикла конденсаторы заряжены с полярностью, ., указанной без скобок. Тогда для гашения тиристора 1 подается импульс управления на тиристоры 8, 11, 18, ас некоторой задержкой., достаточной для восстановления запирающих свойств тиристора 1, подается импульс управле 1Я на тиристор 19, обеспечивая-ускоренный перезаряд конденсатора по цепа + конденсатора 17 - тиристоры 18 и 19 - дроссель 14 - конденсатор 15 тиристор 8 - источник питания - тиристор 11 - дроссель 16- - Vконденсатора 17. Для обеспечения первоначального заряда кон-л денсаторов с полярностью, указанной без скобок, в момент включения преобразователя блок управления выдает импульсы управления на тиристоры 9, 10, 12 и 13, а также на тиристор, входящий в плечо,, содержащее тиристоры 1-3.

Работа преобразователя в трехфазно-трехфазном варианте следующая (см. фиг.2), где ЗО-35-симметричные тиристоры, 3639- тиристоры, 4О- нагрузка, 41-датчик тока, 42-47-симметричные тиристоры, 4851-тиристоры, 52-нагрузка, 53-датчик -тока, 54-59-диодный мост. Пусть включены тиристоры 1,5,30,. 34,, 42,26, тогда ток в нагрузке протекает как показано стрелкой (см. фиг. 2). В соответ ВИИ с алгоритмом управления в следующий момент необходимо выключить тиристоры 5 34, 46 и включить тиристоры 6, 35, 47. При полярности коммутирующих конденсаторов, указанной в скобках, они обесиечи вают гашение в правых плечах силовых мос тов (тиристоры 4-6 и др.), а при обратной в левых плечах силовых мостов (тиристоры 1-3 и др.). Для выключения тиристора 34 подают импульс управления на тиристоры 9 и 38. При этом конденсатор 17 разряжается по цепи: + -дроссель 16- тиристор 9 -днод 54 - тиристор 34 - тиристор 38 --. - и после выключения тиристора 34 продолжает разряжаться через нагрузку по цепи: , дроссель 16 -. тиристор 9 диод. 56 -- тирис тор 30 нагрузка 4О - датчик 41 - тиристор 38 - . В это же время для выключения тирист-ров 5 и 46 подшот импульсы управления на Тиристоры 10, 21 и 51. Образуются два контура разряда конденсатора 15. Первый контур: + - дроссель 14 -тиристор 21 тиристор 5 - диод 59 - тиристор, 1О и .послевыключения тиристора 5 цепь разряда изменяется + дроссель 14 тприс тор 21 - нагрузка 22 - датчик 23 тирис тор 1 - Диод 58 - тиристор 10 Вто рой контур: + -дроссель 14 - тиристор 5 тиристор 46 - диод 58 тиристор 1О - и после выключения тиристора 46 конденсатор разряжается по цепи: дроссел 14 тиристор 51 - датчик 53 - нагрузка 52 тиристор 42 - диод 57 - тиристор 10 После подачи, через время, равное време ни восстановления запирающих свойств, тиристоров 5, 34, 46, импульсов управления на тиристоры 12.и 13 происходит ускоренный перезаряд коммутирующих конденсаторов с полярностью, указанной без скобок (фиг. 2), а тиристоры 21, 38, 51 под действием обратного напряжения восстанавливают свою запирающую способность. Одновременно с подачей импульсов на тиристоры 12 и 13 подают -импульсы на включегше оч редных силовых тиристоров 6, 35, 47, Следующий коммутационный цикл должен обеспечить гашение тиристоров 1, 30,42. Направление токов осталось прежним. При этом подают импульсы управления на тиристоры 8 и 11 однофазного моста н на тиристоры 19, 36, 4Э распределительного моста. Конденсатор 17, разряжаясь по цепи + - тиристор 35 - тирнстор ЗО - диод 59 - тиристор 11 -дроссель 16 - -, включает тиристор ЗО и продолжает разряд по цепи: ,+ - тиристор 35 - нагрузка 40 - датчик 41 - тиристор 34 - диод 57тнристор 11 -дроссель 16 - -. Конденсатор 15 образует два,контура коммутации: первый дроссель 14-тиристор Г9-тиристор 1 -диод 55 - тиристор 8 - + и после выключения т-иристора 1 продолжает разряд по цепи: дроссель 14 - тиристор 19 - датчик 23 - нагрузка 22 -;тиристор 5, - диод 56 - тиристор 8- +. Второй контур - дроссель: 14 - тиристор 49 - тиристор 42 - диод 54 - тиристор 8 - + и после выключення тиристора--12 продолжает разряд по цепи: .- -дроссель 14 - тиристор 49 н-пгруэка 52 - датчик 53 - тиристор 46 диод 55 тнрнстор 8 +. Через время, равное времени восстанов- леии51 залираюшпх свойств тиристор 1,30, 42, подают импульсы на включение тиристоров 18, 37 и 48. При этом остаются включенны.ми тиристоры 8 и 11, Образуется контур для перезаряда конденсаторов по цепи: + трехфазного мостового выпрям,11теля (общая точка катодов) - тиристор 11 - дроссель 16 конденсатор 17 - тиристор 18 -- тир,пстор 19 - (параллельно 36, 37, -18, 49) - дроссель 14 - конденсатор 15 - тиристор 8 -- - трехфазного мостового выпрямителя. При этом конденсатор перезарялсается с полярностью указанной в скобах, а тприсгоры 18, 19, 36, 37, 48, 49 выключаются. На этом заканчивается полный цикл работы узла коммутации. Ф о р м у л а изобретения 1. Непосре,астЕеиный преобразователь часоты с нскусствемной коммутацией тиристоов, содержащий встречно-параллельно вклюе1шые СШ1ОВЫ8 тиристорнь1е мосты, блок ринудительной коммутации, включающий в ебя Бспомогатель.иый диодный мост, входом одключе 1,ый к пходнглм вьизояам преобраователя и выходом сгзязанныи с диагональю остоянного тока о,цгюфазцого тярпсторного оста, мост распределительных тиристоров, дной днагопапью подсоединенный к выходым выводам, Бспол1О)атель11ые тнристоры, оммуткррошие дроссели и ко1щенсаторы,, также блок ,управления, Б1слючающий в сея зада,ю1цпй генератор, распределитель имульсов, датчики фазного тока и логическую асть, о т п и ч а ю ш и и с я тем, что, целью упрощения, блок принудительной комутации снаб-жеи мостовой схемой, два плеч и которой образованы лоследовательно сое дименными , конденсаторами и дросселями, а другие два плеча образованы тиристорами, причем одва диагональ этой мостовой схемы подключена к диагонали переменного тока однофазного тиристорного моста, а другая к другой диагонали моста распределительных тиристоров.

2. Непосредственный преобразователь частоты по п. 1, 6 т л .и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, мост распределительных тиристоров выполнен в виде контура из -последовательно включенных в проводящем направлении тиристоров

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР №180689, кл. aid 14/02, 1965г.

2.Авторское свидетельство СССР № 213958, кл. 21 б 14/02, 1965.

3.Авторское свидетельство СССР №,309435, кл. 21d l4/02; 1968.

4.Коробан Н., Маст«а% Н. 3. иМыцыкГ. С. Построение и классификация непосредственных преобразователей частоты с искусственной коммутацией., Современные задачи преобразовательной техники, ч. 2, Киев, 1975, с. 132-14О.

.U tf

45 W I

t--j

«ч