Устройство для управления тиристорным преобразователем частоты Советский патент 1981 года по МПК H02P13/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления непосредственными преобразователями частоты на тиристорах, к которым предъявляются повышенные требования с точки зрения качества ВЕзКодного напряжения.

Известны устройства управления для непосредственных преобразователей частоты на тиристорах, сбдержащие магнитные нуль-органы сравнения входного и эталонного напряжений 1 .

Недостатками этих устройств являются возможность возникновения импульсов помехи при импульсном перемагничивании магнитных сердечников нуль-органов, а также сложность ликвидации срывов и формирования выходного напряжения преобразователя.

Наиболее близким по технической сущнбсти к предлагаемому является устройство для управления вентильным преобразователем, которое содержит цепочку из последовательно связанных дросселя и источника эталонного напряжения, подключенную параллельно выходным выводам преобразователя, имеющего нулевую точку, а также вспомогательный вентильный выпрямитель с транзисторным ключом в выходной цепи, причем входы этого выпрямителя подключены ко входным силовым выводам преобразователя., а в ветвях выпрямителей включены первичные обмотки импульсных трансформаторов, вторичные обмотки которых подсоединены к соответствующим уп10равляющим входам тиристоров преобразователя 2 .

Недостатком известного устройства ЯВЛЯЮТСЯ ограниченные его функциональные возможности, так как оно

15 может применяться только для управления преобразователем, работающим в режиме выпрямления, и не может бытьиспользовано в преобразователях частоты .

20

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство снабжено магнитными нуль-органами срав25нения входного и эталонного напряжений, а вентили вспомогательных выпрямителей выполнены управляемыми, причем выходы нуль-органов подключены к управляющим входам управляе30мых вентилей соответствующих выпрямителей, входы упомянутых транзисторных ключей через введенные двухполупериодные выпрямители подсоединены ко вторичным обмоткам указанно го-выше дросселя, который,выполнен насышрающимся, а к точкам соединения первичных обмоток импульсных трансформаторов и управляемых вентилей вспомогательных выпрямителей подклю чены одни концы резисторов, другие концы которых объединены и пслсоединены к нулевой точке преобразо вателя. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устрой ства управления преобразователем ; (для одной фазы нагрузки). Устройство содержит силовой коммутатор преобразователя, выполненный на тиристорах 1-6, подключенный к трехфазной сети (фазы А,В,С). Одновременно к тем же фазам сети подключены вспомогательные выпрямители: выпрямитель на тиристорах 7 9 --- для положительной группы вентилей преобразователя и выпрямитель на тиристорах 10 - 12 - для отрицательной группы вентилей. В управляющие цепи тиристоров 7-12 включены магнитные нуль-органы сравнени опорного и эталонного напряжений 13 - 18, а в катоднлК цепях тех же тиристоров - первичные обмотки импульсных трансформаторов 19 - 24, вторичные обмотки которых подключаются к цепям управления силовых тиристоров 1-6. В выходных цепях выпрямителей включены транзисторные ключи 25 и 26, входы которых через диодные выпрямители 27 и 28 подключены к вторичным обмоткам дросселей 29 и 30 насыщения, включенных последователь но с источником 31 эталонного напря жения. Взсоды транзисторов 25 и 26 соответственно зашунтированы цепочками из параллельно соединенных кон денсаторов 32 и 33 и резисторов 34 и 35. К точкам соединения катодов тиристоров 7 - 9 с трансформаторами 19 - 21 и анодов тиристоров 10 12 с трансформаторами 22 - 24 подключены соответственно резисторы 36 - 41, другие точки которых подключены к нулевойточке преобразова теля. Устройство работает следующим образом. . В какой-то момент времени синусо,идальное опорное напряжение, пропорциональное входному напряжению образователя частоты , сравнивается с эталонным напряжением задающего генератора 31 на одном из нуль-органов 13 - 18, принадлежа щих соответствующим фазам входного напряжения. Ток в цепи опорного напряжения каждого нуль-орагана огр ничивается резистором с включенным параллельно ему конденсатором для получения опережающего сдвига относительно входного напряжения преобразователя частоты. Импульс, снимаемый с нуль-органа, поступает на управляющие электроды тиристоров 7 12 и включает, их , в результате чего ток проходит через первичную обмотку одного из импульсных трансформаторов 19 - 24 и на силовой тиристор, с которым связан данный импульсный трансформатор, подается импульс управления. Одновременно на выходе преобразователя частоты появляется отрезок синусоиды питаквдего напряжения, который сравнивается с эталонным напряжением на дросселе 29 или 30 насыщения(в зависимости от полярности выходного напряжениях -. Предположим, что дроссель был в крайнем состоянии -В , т. е. индукция его была равна индукции насыщения. Тогда под действием разности выходного и эталонного напряжений он начинает перемагничиваться, стремясь к индукции нас пцения ч-В . Напряжение, наводимое на его вторичных обмотках через выпрямитель 27 или 28, прикладывается к переходу база-эмиттер ключевого транзистора 25 или 26 и запирает его. Когда выходное напряжение становится меньше эталонного, то дроссель начинает перемагничиваться обратно по направлению к -Bg , и когда индукция дросселя достигает значения , напряжение на вторичных обмотках дросселя становится равным нулю, запирающий сигнал с входа транзистора снимается и он включается, шунтируя сопротивление 36 - 41 и разрешая прохождение тока через один.из трансформаторов 19 - 24, сигнал с которого, в свою очередь, передается на входную цепь очередного силового тиристора 1-6. Соответствующий силовой тиристор включается и на выходе появляется очередной отрезок выходного напряжения, который, в свою очер-:-2ДЬ, ОПЯТЬ сравнивавтся с эталонным напряжением источника 31. В то же время происходит сравнение очередной фазы входного напряжения на нуль-органах 13 - 18 с эталонным напряжением, в процессе которого получается импульс на включение очередного маломощ ного тиристора 7 - 12, ток которого определяется высокоомными сопротивлениями 36 - 41. После сравнения выходного напряжения с эталонным на дросселе 29 или 30 сравнения, в процессе которого транзисторные ключи закрыты, и после окончания которого дроссель насыщается, ключ 25 или 26 вскрьшается и импульс с соответствующего трансформатора поступает на очередной силовой тиристор 1-6. Далее процессы проходят аналогично. Для исключения короткого замыкания выходного напряжения введена цепь коммутации по току каждой группы силовых тиристоров, которая охватывает нуль-орган противоположной группы тиристоров.

В случае срыва формирования выходного напряжения преобразователя частоты,при котором дроссели 29-30 остаются насыщенными, ключ 25 или 26 открыт и формирование выходного напряжения осуществляется за счет сравнения входного напряжения с эталонным.

Формула изобретения

Устройство для управления тиристорным преобразователем частоты, содержащее цепочку из последовательно связанных дросселя и источника эталонного напряжения, подключенную параллельно выходным выводам преобразователя, имеющего нулевую точку, а также на .каждую вентильную группу преобразователя вспомогательный вентильный выпрямитель с транзисторньал ключом в выходной его цепи, причем входы этих выпрямителей подключены к силовым входным вьшодам преобразователя, а в ветвях выпрямителей включены первичные обмотки импульсных трансформаторов, вторичные обмотки которых подсоединены к соответствующим управляющим входам тиристоров преобразователя, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено магнитными нульорганами сравнения входного и эталонного напряжений, а вентили вспомогательных выпрямителей выполнены управляемыми, причем выходы нуль-орга0нов подключены к управляющим входам управляемых вентилей соответствующих выпрямителей, входы упомянутых транзисторных ключей через введенные двухполупериодные выпрямители под5соединены ко вторичным обмоткам указанного выше дросселя который выполнен насыщающимся, а к точкам соединения первичных обмоток импульсных трансформаторов и управляемых вентилей вспомогательных выпрямите0лей подключены одни концы резисторов, другие концы Которых объединены и подсоединены к нулевой точке преобразователя.

5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 228121, кл. Н 02 Р 13/18, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР

0 201497, кл. Н 02 Р 13/16, 1966.