Устройство для управления силовыми тиристорами инвертора Советский патент 1979 года по МПК H02M1/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМИ ТИРИСТОРАМИ ИНВЕРТОРА потребляемая устройством, очень велика, что является недостатком известяого устройства. Цель изобретения - повЬ шение экономичности инвертора, путём обеспечения работоспособности формирователей. Это достигается тем, гто устройство для уп ршления силовыл и тиристорами инвертора, содер5кащее источник постоянного тока с вход-, ным LC-фильтром и формирователи отпирающих импульсов с автономным питанием, снаб. жено пусковым блоком, состоящим из блока задержки. Импульсного пускового трансформатора идедрчки из последовательно соед1шешшх предохранител пусковой индуктивности и пуск його тиристора, которая с одной стороны под ключе на параллельно фильтровому конденсатору входаого LC-фильтра, а с другой - через |)илетровую индуктивность входного 1С-ф1нльт ра параллельно источнику постоянного тока, пр чем управляющий переход пускового тиристора подключен к вькодаой обмйтке импульсного пускового трансформатора, обмотка управ легшя которого включена в цепь блока задержки, подключе1шого к выходу источника ностоянного тока- инвертора, а обмотка смещения включена между источниками постоянного тока и конденсатором LO фильтра На чертеже дана щэинципиальная схемй устройства управления сн-товыми тиристораьвд инвертора для двухмостового последовательного игоертора с явно выраженным звеном постошшого тока и входным фильгром. Устройство содержит силовые тиристоры I, формирователи 2 отпирающих импульсов, состоящие из вспомогательного днода 3, конденсатора 4, резистора 5, вспомогательного тиристора 6 и импульсного трансформатора 7, источник 8 постоянного тока, пусковой блок 9, состоящий нз блока 10 задержки, импульсного .трансформатора 11, предохранителя 12, пусковой индуктивности 13 и пускового тиристора 14 индуктивности 15 и еМкости 16 входаюго LC-фильтра. ; Работает устройство следующим образом. Каждый раз в процессе нарастания обратного напряжения на силовом тиристоре 1 инвертора (с момента обръша обратного тока) открьгеаетсй вспомогательньй диод 3 и конденсатор 4 заряжается через сопротивление 5 до величины обратного напряжения на тиристоре 1. При этом выбор параметров конденсатора 4, вспомогательного диода 3 и сонрот1шления йЭВОйитСя из усйовИя одйовремеяного использования блока формирователи в кйчествё демп (JHJpyJomoi цегючки силового тиристора 1,-э(ащй щающей тиристор 1 от перешцряжений, возникающих в момент обрыва о(3ратного тока чере зтот тиристор. Прн подаче очерещгого маломощного управляющего импульса на управляющий электрод вспомогательного тиристора 6 он откроется, и конденсатор 4 разрядится через негр на первичную обмотку импульсного трансформатора 7, с вторичной обмотки которого снимается мощный импульс тока управления силовым тиристором инвертора. При этом энергии разряда конденсатора 4 достаточно для одновременного управления целой группой прйледовательно параллельно вкЛюченньк силовь1х тиристоров. С этой целью в цепь вспомогательного тиристора 6 включается последовательно несколько HMnynbcjHUx трансформаторов Ял и один трансформатор снесколькими вторичными обмотками. Таким образом, формирование импульсов тока управлеййя силовым тиристором ишертора происходит в процессе разряда иа импульсный трансформатор конденсатора 4 (служаидай одновременно элеметгом демпфирующей цепочки), который предварительно заряжается через резистор 5 и вспомогательный дяод 3 не от отдельного источ ка питания, а в процессе нарастания обратного напряжеютя ш силовом тиристоре инвертора. Кроме того, в известных демпфирующих цепочках в течение всего времени, покаo6patHoe напряжение приложено к тиристору, через вспомогательный, ДИОД и разрядное сопротивление, шунтирующее конденсатор, протекает ток, вызь вающгй большие потери в сопротивлениях демпфирующей цепочки. Демпфиру1Ьщая цепочка, образуемая схемой блока формирователя, устраняет эти дополшггельные электрические потери, связанные с наличием в известных цепочках дополнительного пути обратного тока через резистор, щу10иру1ощий конденсатор, что сказьгоается как на КПД преобразователя, так и на его габаритах. Заряд конденсаторов 4 в первые полупер оды работы иновфтора,, когда силовые тиристоры 1 инвертора еще не отпирались, и на них отсутствует обратное нащ яжение (четыре полупериода дйя двухилостового последовательного шертора), прЪводится посредством пускового блока устройства, работающего следующим образом, В 1фодессе пуска преобразователя, когда на выходе источника 8 постоянного тока (ИПТ) (выпрямителя) инверт1 а появляется постоянно е напряженне, через фильтровую индуктивность 15 входаого LC-фильтра начинает 1фотекать ток заряда фильтрового конденсатора 16 входного LC-фильтра. С зшвременно напряжение с ИПТ 8 подается и ш блок 10 задержки, tb выходе блока 10 задержки, через время, за ток в коит)фе заряда станет равен О, будет сформирован импульс тока через управляющую обмотку импульсного трансформатора 11. . При этом, поскольку ток в обмотке смещения равен О, на выходной обмотк(г импульсного трансформатора будет сформирован им- . пульс тока, отпирающий пусковой тиристор 14. смещения представляет собой сам кабель силовой цепи постоянного тока инйертора, на которьп надевается тороидальный сердечтвж (из сплава с прямоугольной петлей иамагничиваний) импульсного трансформатор il. I Обмотка смещения обеспечивает насыщенйое состояние сердечника при постоянном JOKe, значительно большем нуля, (например, установившийся режим) и служит поэтому дпя 1федотвращения ложного включения пускового тиристора 14 в режиме, в котором постоянньм . ток значительно больше нуля. Действительно, поскольку намагничивающая сила обмотку оме щения З1ичитейьно выше намагничивающей силы обмотки управления, то если даже и появится лояшьй сигнал на управляющей импульсного tpaнcфopмaтopa , переШгн чивания сердечника трансформатора не произойдет, cootseTCTBeHHo не тоявитсА еягнал на выходной обмотке кмпульсж го tpaмcфopмatopa и пусковой тиристор йе йклюттся. В случае, если все же ш каким-либо пргггкнам пусковой тиристор включится (HanpHiwreps пробой пускового тиристора), to гфедохрагм, теп)ь 12, рассчитанный на токй ояредеяеиш й длительности и амплитуды, разорвет аварийную цепь. При этом преобразователь до устранения неисправности будет отключен. Предлагаемое устройство формирования импульсов управления силойыми тиристорами я верюра с ИСТОЧНИКОМ посюянного тока и входньш LC-фнльтром позволяет повысить зкоHOMH4Hoctb инвертора; во-первых, npe nwafr . мые устройства формирователет не tp Sywfi отдельного источника питания, чк зяачвтепьяо сокрзнйет расход электрической энергии в цепжс питания схемы управления инвертором, во-18торь1Х, они могут быть одновременно но. пользованы и в качестве демпфирующих цепочек, защищающих тиристоры инвертора от перенапряжений, . возникающих в момент обрыва обратного тока через силовые тиристоры, и в-третьих, демпфирующая цепочка, образуемая схемой предлтаемого устройства, значительно экономичней известных демпфирующих цепочек. Формул а йзОбретения Устройство дпя у1д)авленйя снлобылет тиристорами инвертора, содержащее источник TOCTOHjffioro тока с входным LC-фнльтром и формирователи отпирающих импульсов с автономным гагтаиием, отличаю ще ее я тем, что, с целью псйьпцения э :ономйч1юсти инйертора путем обеспечения работоспособнооти формирователей, оно снабжено пусковым блоком, состоящим из блока задержки, импульсного пускового трансформатора и цепочки из последовательно соедйненньис предохранителя, пусковой индуктивности и пускового тиристора, которая с одной стороны подключена параллельно фильтровому конденсатору входного tC-фильтра, а «|фугой -. через фильтровую индуктивность входного С&фильтра йараллельно источнику шктоянного тока, 1фичем управляющий переход пускового тиристора подключен к выходной обмотке {шпульсного пускового трансформатора, обмотка управпешм которого включена в цепь блока задержки, подключенного к ВЫХОДУ исючника тока, а обмотка смещения включена между исто шиком постояжюго тдка и кондансатором ЬС-фильтрт. Источники шформащт, принятые вр вшивание при эксйер йзе 1,Патент США К 3460017, кл. 3 18-345, 1%9. 2.Ульяягаз С, И. Эконоляиная система управлеш{Я мопдаьй-1 тирйсторвым ийзертором повышенной частоты. В сб. Вен11шьш 1е преобразователи частоты. Свердловск, 1969, с. 280-286.