Способ принудительной коммутации тиристорных преобразователей Советский патент 1980 года по МПК H02M7/155 H02M7/515 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к способам коммутации тиристорных преобразователей,

Известны различные способы прину- 5 дительной коммутации тиристорных преобразователей, при помощи коммутирующих LC-цепей .

Большинство из них требует выведения избыточной энергии из коммути- 10 рующей цепи. Причина появления избыточной энергии коммутации заключается в следующем.Когда заряжающий коммутирующий конденсатор через коммутирующий дроссель оказывается вклю- |5 ченным между электродами запираемого тиристора, то его ток переводится в коммутирующую LC-цепь и перезаряжает конденсатор. В этот момент, когда ЭДС коммутирующего конденсато- 0 ра дости1 ает величины ЭДС источника питания, начинает снижаться ток че- рез коммутирующую LC -цепь, в результате чего энергия магнитного поля коммутирующего дросселя пере- 25 дается коммутирующему конденсатору и накапливается в последнем, создавая на нем ЭДС, превышающую ЭДС источники. Таким образом, в конце каждого коммутирующего цикла ЭДС конденсатора оказывается выше начальной, что через несколько циклов может привести к недопустимому повышению ЭДС конденсатора, так называемой накачке и нарушению нормальной работы преобразователя.

Известен способ устранения накачки путем увеличения рассеяния энергии в коммутирующем контуре за счет искусственного снижения его добротности, что приводит к ухудшению энергетических показателей преобразователя 1 и .

Наиболее близким к предлагаемому является способ принудительной коммутации тиристорных преобразователей с ограничением величийы ЭДС коммутирующего конденсатора путем трансформации избыточной энергии коммутации после того, как в процессе кoм tyтaции ЭДС коммутирующего конденсатора достигнет величины ЭДС источника энергии

Недостатком этого способа является трансформация энергии в источник питания. Для этого избыточную ЭДС, снимаемую с отдельной обмотки коммутирующего дросселя, включают встречно-параллельно источнику питания, после того как ЭДС коммутирующего

конденсатора превысит величину ЭДС источника. Однако, сброс энергии в источник возмо;:сен только в том случае, когда используется источник постоянного тока, допускающий возврат энергии в батарею аккумуляторов или конденсаторов. Кроме того, сброс избыточной энергии коммутации, в источник всегда связан с значительным повышением осточной ЭДС конденсатора и, следовательно, с повышением установленной мощности основных элементо устройства принудительной коммутации и увеличением коммутационных потерь энергии.

Цель изобретения - повышение энергетических показателей преобразовате-ЛЯ.

Поставленная цель достигается тем что избыточную ЭДС коммутации вводят последовательно в цепь тока нагрузки -и согласно с его направлением.

При этом напряжение на конденсаторе устанавливается на уровне ЭДС источника независимо от величины тока нагрузки, а коммутационные потери значительно уменьшаются.

Кроме того после каждой коммутации к нагрузке прикладывается дополнительный импульс напряжения, вследствие чего уменьшается область прерывистых токов на низких частотах в случае двигательной нагрузки преобразователя.

На чертеже приведена схема, иллюстрирующая один из возможных вариантов применения способа для известной схемы устройства принудительной коммутации тиристоров с независимым зарядом кoм /Iyтиpyющeгo конденсатора.

Устройство принудительной ком1 1утации содержит силовой тиристор 1, параллельно которому через диод 2 включен ког1мутиру1ощий тиристор 3, шунтировайный цепь.ю из обратного диода 4 и резистора 5. Коммутирующая л1С-цепь состоит из конденсатора б и дросселя 7, выполненного с отпайкой от средней точки, один из крайних выводов которого через заряжающий тиристор 8 подсоединен к однол1у из полюсов источника питания. Указанные дроссель 7 и заряжающий тиристор 8 шунтированы первичной обмоткой трансформатора 9, включенным последовательно с обратным диодом 10. Вторичная обмотка трансформатора 9 включена последовательно с нагрузкой 11, шунтированной обратным диодом 12.

Способ осуществляется следующим Образом.

Сброс избыточной энергии начинается в тот момент, когда после включения заряжающего тиристора 8 напряжение на коммутирующем конденсаторе б достигнет величины, превышающей напряжение источника питания . При этом ЭДС коммутирующего дросселя 7 оказывается направленной согласно с проводимостью тиристора -8 и диода в шунтирующей цег.и

Q и через них оказывается приложенной к отметке трансформатора 9, на другой обмотке которого наводится ЭДС, направленная.согласно с током нагрузки. При этом часть энергии коммутирующего дросселя трансформатора подается в нагрузку, что снижает величину избыточной энергии, отдаваемой дросселем конденсатору. Возникает разность между напряжением заряженного конденсатора и ЭДС. Источники через обратный диод также . приложены к обмотке трансформатора, что обеспечивает сброс в нагрузку избыточной энергии конденсатора.

Описанный способ принудительной

5 коммутации применим в любых устройствах принудительной коммутации всех типов преобразователей.

формула изобретения

Способ принудительной коммутации тиристорных преобразователей с ограничением величины ЭДС коммутирующего конденсатора путем трансформации

- избыточной энергии коммутации после того, как в процессе коммутации ЭДС коммутирующего конденсатора достигнет величины .ЭДС источника энергии, о т л и ча ю щ и и с я тем, что, с

0 целью повышения энергетических показателей преобразователя, избыточную ЭДС коммутаций взводят последовательно в цепь тока нагрузки и согласно с его направлением.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Глазенко Т.А. Полупроводниковые П преобразователи в электроприводах постоянного тока. Л., Энергия 1973, с.61-75.

2,Авторское свидетельство СССР № 311364, кл. Н 02 Р 13/16, 1973.

З.Аранчий Г.В., Жемеров Г.Г., 5 Эпштейн И.И. Тиристорные преобразователи частоты для регулируемых электроприводов. М., Энергия, 1968, рис. 4-8 с. 73-80 (прототип).