Способ управления вспомогательными тиристорами автономного инвертора напряжения Советский патент 1981 года по МПК H02P13/18 

(Sk) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫМИ ТИРИСТОРАМИ АВТОНОМНОГО ИНВЕРТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в схемах тиристорных инверторов напряжения с однофазной и трехфазной нагрузкой. Известен способ управления вспомо гательными тиристорами автономного инвертора напряжения, заключающийся в том, что подают сигнал управления на отпирание коммутирующего тиристора с временной задержкой относительно подачи сигнала управления на осно ной тиристор р . Недостатком этого способа являетс недопустимая раскачка напряжения на коммутирующем конденсаторе. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ управления вспомогательными тиристорами автономного инвертора напряжения, каждое вентиль ное плечо которого представляет однофазный тиристорный мост, подключен ный диагональю постоянного тока к источнику питания инвертора и содержащий в диагонали переменного тока коммутирующего рактивную цепочку из конденсатора и дросселя, два плеча моста образуют основные тиристоры, зашунтированные обратными диодами, а два другие плеча - вспомогательные тиристоры, причем два из них (коммутирующие тиристоры) включены в прямом направлении по отношению к источнику питания инвертора, а два шунтирующие их тиристоры сброса - в об-ратном направлении, состоящий в том, что подают отпирающие импульсы тока управления на коммутирующий тиристор, подключенный к одной шине источника питания инвертора с временной задержкой относительно момента подачи отпирающего импульса управления на сбрасывающий тиристор, подключенный к противоположной шине источника питания 2. Однако известный способ управления вспомогательными тиристорами ийвертора не обеспечивает высокую надежность его работы-из-за сравнитель но малой длительности импульса обрат ного анодного напряжения на запираемом основном тиристоре, особенно при набросе нагрузки,Цель изобретения - повышение надежности р;аботы инвертора. Поставленная цель достигается тем что а способе управления вспомогательными тиристорами автономного инвертора напряжения измеряют ток в ко мутирукхцей цепочке и сравнивают его током нагрузки, в момент их равенств измеряют напряжение на коммутирующем конденсаторе, сравнивают это напряже ние с напряжением источника питания и в результате этого сравнения задают значение.временной задержки. На чертеже представлена принципиальная схема однофазного полумостово,го инвертора. Автономный инвертор напряжения работает на нагрузку 1. Его вентильное плечо представляет собой однофазный тиристорный мост 2, подключенный диагональю постоянного тока к источнику питания инвертора. В диагонали переменного тока моста 2 содержит ком мутирующую реактивную цепочку 3 из конденсатора k и дросселя 5- Одно пле 40 моста 2 образуют основные тиристоры 6 и 7 зашунтированные обратными диодами 8 и 9t а другое плечо об разуют вспомогательные тиристоры 1013, причем два из них (коммутирующие тиристоры 10 и 11) включены в прямом направлении по отношению к источнику питания инвертора, а шунтирующие их сбрасывающие тиристоры 12 и 13 в об ратном направлении. Управление вспомогательными тиристорами осуществляют от входящего в состав системы 1 управления блока 15 управления, который содержит блок 16 задержки, формирующий требуемое значение временной задержки между импульсами отпи рания на сбрасывающий и коммутирующий тиристоры. Работа инвертора по предлагаемому способу управления происходит следующим образом. Пусть в начальный момент времени открыт основной тиристор бив нагрузку 1 протекает ток. Коммутирующий конденсатрр + заряжен до начального напряжения при положительном потен.циапе на правой обкладке. Ток через него не протекает. В момент времени, когда начинается процесс коммутации, из конденсатора k выводят избыточную энергию, для чего с блока 15 управления вспомогательными тиристорами, входящего в состав системы 14 управления инвертором, подают отпирающий импульс управления на сбрасывающий тиристор 12. Конденсатор 4 начинает разряжаться по контуру сброса i|-5-6-Ed-12-, отдавая энергию в источник питания инвертора. В следующий момент с блока 15 управления подают импульс отпирания на коммутирующий тиристор 10. При его включении тиристор 12 оказывается под обратным анодным напряжением EcJ и запирается, что приводит к прекращению сброса энергии из конденсатора 4 в источник питания, Конденсатор i перезаряжается по коммутационному контуру 4-5-6-10-. При этом через тиристор 6 протекает ток, равный по величине разности тока нагрузки и тока коммутирующей цепочки 3. В момент превышения тока цепочки 3 и тока нагрузки он оказывается обратным для тиристора 6 и переключается на диод 8, после чего тиристор 6 оказывается под обратным анодным напряжением, -равным по величине прямому падению напряжения на проводящем диоде 8. После достижения током цепочки своего максимального значения начинается его спад, в результате чего на тиристоре 6 появляется прямое напряжение, который восстановил свои запирающие свойства. Дальнейщее протекание коммутационного процесса зависит от соотношения значений напряжения источника питания и напряжения на конденсаторе 4. Если напряжение на конденсаторе еньше напряжения питания, то имеет есто так называемый интервал полочи, и конденсатор Ц заряжается током агрузки, причем ток нагрузки постонный на интервале коммутации, покольку нагрузка обычно имеет сравниельно большую индуктивную составляюую. После момента времени, когда наряжение коммутирующего конденсатора становится больше напряжения источика питания и диод 9 оказывается под рямым напряжением, и через него на нтервале протекает ток и конденсаор k дозаряжается по контуру 4-5-9 Ed-10-4, потребляя энергию от источика напряжения питания. В момент 589 равенства тока нагрузки и тока коммутирующей цепочки имеет место режим без полочки, т.е. сразу же в данный момент открывается диод 9 и начинается дозаряд конденсатора 4 по контуру ц.5-9-ЕЙ-10-4. Постепенное уменьшение времени между подачей импульсов управления на коммутирующий и сбрасывающий тиристор уменьшает время учестка полочки при сохранении напряжения на коммутирующем конденсаторе, что на запираемом основном тиристоре инвертора дольше поддерживается обратное анодное напряжение (а это приводит к повышению надежности работы инвертора), тог да как перенапряжения на тиристорах и других элементах инвертора, пропорциональные максимальному напряжению на коммутирующем конденсаторе, сохраняются неизменными до граничного режима работы, при котором происходит исчезновение участка полочки. Переходные процессь в коммутационном узле при набросе нагрузки и ее последующем сбросе быстро заканчиваются. Поэтому перенапряжения на коммутирующем конденсаторе и тиристорах, возникающие в инверторе предлагаемым способом управления при крат ковременной перегрузке по току, непродолжительны и не оказывают существенного влияния на снижение надежности работы инвертора. Кроме того, при использовании предлагаемого способа управления инвертор не нуждается в ухуд шающем его КПД резисторе, который вво дят в контур сброса при использовании известного способа, когда в инвер торе возможен режим наброса нагрузки. Использование изобретения повышает надежность работы инвертора за смет снижения напряжения на коммутирующем конденсаторе и увеличения времени дей ствия обратного напряжения на выключаемом рабочем тиристоре. Формула изобретения Способ управления вспомогательными тиристорами автономного инвертора напряжения, каждое вентильное плечо которого представляет однофазный тиристорный мост, подключенный диагональю постоянного тока к источнику питания инвертора и содержащий в диагонали переменного тока коммутирующую реактивную цепочку из конденсатора и дросселя, два плеча моста образуют основные тиристоры, зашунтированные обратными диодами, а два других плеча .вспомогательные тиристоры, причем два из них (коммутирующие тиристоры) включены в прямом направлении по отношению к источнику питания инвертора, а два шунтирующие их сбрасывающие тиристоры - в обратном направлении, состоящий в том, что подают отпирающие импульсы управления на коммутирующий тиристор, подключенный к одной шине источника питания с временной задержкой относительно момента подачи отпирающего импульса управления на сбрасывающий тиристор, подключенный к противоположной шине источника питания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, измеряют ток в коммутирующей цепочке и сравнивают его с током нагрузки, в момент их равенства мзмеряют напряжение на коммутирующем конденсаторе, сравнивают это напряжение с напряжением источника питания и в результате этого сравнения задают значение временной задержки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Забродин Ю.С. Узлы принудительной конденсаторной коммутации тиристоров. М. , Энергия, 197, с. 59. 2.Забродин Ю.С. Узлы принудительной коммутации тиристоров. М., Энергия, 197, с. 72, рис. 2-10(f, 2-ПбГ.