Автономный инвертор напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в частотнорегулируемом высокоскоростном электроприводе и электроприводе с широтно-импульсной модуляцией выходного напряжения. Цель изобретения - повышение максимальной рабочей частоты. Устр-во содержит мост основных тиристоров 1-6 с обратными диодами 7-12. Мост коммутирующих тиристоров 20-25 соединен с коммутирующими реакторами, последовательное которыми включены разделительные тиристоры 18, 19. Управляющие электроды тиристоров 18, 19 соединены с выходами соответствующих схем ИЛИ, вход каждой из которых связан с цепями управления коммутирующих тиристоров соответствующей группы. В устр-ве уменьшено время подзаряда коммутирующих конденсаторов 13-15 и уменьшены потери а коммутирующих контурах . 6 ил. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 H 02 M 7/515

ГОСУДАРСТВЕ>НЫЙ КОЬМТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОйлУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4721070/07 (22) 03.05.89 (46) 23.01.92. Бюл. hk 3 (71) Конструкторское бюро химического машиностроения (72) В.M,Êèðþõèí, А.В.Кудрявцев, Н.В.Мельников и А,А.Никольский (53) 621.314,572 (088.8) (56) Бернштейн А,Я, и др. Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе.—

М.; Энергия, 1980, с. 86 рис. 3-20.

Авторское свидетельство СССР

¹ 774488774422, кл. Н 02 М 7/515, 1978.

Авторское свидетельство С CP

¹ 557700116677, кл. Н 02 М 7/515, 1975, (54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовзно в частотноИзобретение относится к электротехнике, в частности к автономным инверторам напряжения (АИН) двухзвенных преобразователей частоты. Изобретение может быть использовано в частотно-регулируемом электроприводе, прежде всего в высокоскоростном. а также в электроприводе с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) выходного напряжения.

Целью изобретения является повышение максимальной рабочей частоты.

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого инвертора; на фиг.2 и

3 — соответственно временная диаграмма импульсов управления Оу тиристорами и блок-схема управления ими; на фиг.4 — пример реализации сигнала управления для одного из разделительных тиристоров; на фиг.5 и 6 — соответственно графики изменения токов! и напряжений О в инверторе в Ы 1707718 А1 регулируемом высокоскоростном электроприводе и электроприводе с широтно-импульсной модуляцией выходного напряжения. Цель изобретения — повышение максимальной рабочей частоты, Устр-во содержит мост основных тиристоров 1-6 с обратными диодами 7-12. Мост коммутирующих тиристоров 20-25 соединен с коммутирую цими реакторами, последовательно с которыми включены разделительные тиристоры 18, 19. Управляющие электроды тиристоров 18, 19 соединены с выходами соответствующих схем ИЛИ, вход каждой из которых связан с цепями управления коммутирующих тиристоров соответствующей группы. В устр-ве уменьшено время подзаряда коммутирующих конденсаторов 13-15 и уменьшены потери в коммутирующих контурах. 6 ил. процессе коммутации и графики напряжения U и тока I реактора в процессе подэаряда, Автономный инвертор напряжения содержит рабочие тиристоры 1-6 с диодами обратного тока 7-12, соединенные с коммутирующими конденсаторами 13 — 15. Коммутирующие реакторы 16 и 17 соединены с разделительными тиристорами 18, 19 и подключены к мосту 20 — 25, тиристоры подзаряда 26, 27, источник подзаряда 28 и резисторы 29, 30.

Процесс коммутации в АИН происходит в соответствии с последовательностью сигналов управления на фиг.2 и повторяется через интервал времени t = 1/6f для каждо-! го из рабочих тиристоров, где f — рабочая частота. Необходимая последовательность импульсов формируется, например, известной схемой блока пересчета импульсов уп1707718

10 равна г-

55 равления 31, поступающих от задающего генератора с частотой 6f, Эти импульсы подаются на тиристоры через соответствующие усилители-формирователи 32 — 42. Для получения сигналов управления разделительными тиристорами в анодной и катодной группах применена схема монтажного

ИЛИ 43. Аналогично блоку 44, включающему в себя усилители-формирователи 40 — 42 и схему ИЛИ 43, выполнен блок 45, Схема получения сигнала управления разделительным тиристором 18 показана на фиг.4 (для тиристора 19 она аналогична). Здесь

46-49 — излучающие диоды входных цепей оптронных развязок соответственно тиристоров 18, 20, 22 и 24. 50 — фототиристор оптронной развязки. 51 54-токоограничивающие резисторы.

Использование такой схемы практически не усложняет системы управления и не требует дополнительных логических элементов.

Основной процесс коммутации рабочих тиристоров каждой фазы происходит независимо от коммутации рабочих тиристоров других фаэ. Рассмотрим этот процесс на примере фазы А (закрывание тиристора 1).

Закрывание тиристора 1 начинается в момент времени со t = 7ж 6(см. фиг,2 и 5).когда поступает импульс управления на коммутирующий тиристор 20. Образуется основной контур перезаряда коммутирующего конденсатора 13: тиристор 20 — конденсатор 13 — рабочий тиристор 1 (до момента, когда ток рабочего тиристора, равный разности рабочего тока и тока конденсатора, становится равным нулю) или диод

7 после прекращения тока через закрываемый тиристор 1 — разделительный тиристор

18 — коммутирующий реактор 16, Происходит обычный для инвертора напряжения кол ебател ьн ый переза ряд коммутирующего конденсатора 13. Затухание в основном коммутирующем контуре мало и собственная частота этого контура равна

-чеааевг

2л v LC, Полное время перезаряда коммутирующего конденсатора

tê к 2 где С вЂ” емкость коммутирующего конденсатора;

L — индуктивность реактора 16.

Потери в контуре коммутации во время перезаряда коммутирующего конденсатора компенсируются в течение этапа подзаряда коммутирующего конденсатора от источника 28, При закрывании тиристора 1 этап подзаряда коммутирующего конденсатора

13 начинается в момент ж t = 4лб3 (см. фиг.2 и 5). Контур подзаряда в этом случае образуют коммутирующий реактор 16, тиристор 20, конденсатор 13, диод 8 или рабочий тиристор 2 в зависимости от величины и направления рабочего тока фазы А, тиристор подзарядки 27, резистор 30, реактор

17, источник напряжения подзаряда 28, Собственная частота контура подэаряда

Полное время подзаряда коммутирующего конденсатора

1 тп — — =л

2 п

Кривые мгновенных значений тока 1и и напряжения U>y реактора 17 в процессе подзаряда конденсатора 13, происходящего после закрывания рабочего тиристора 1, показаны на фиг.6. Процесс подзаряда в рассматриваемом случае должен заканчиваться до момента времени в t = 3лб2 (см. фиг.5), когда включится коммутирующий тиристор 25 и начнется коммутация в фазе С.

Таким образом, максимально допустимое время подзарядки ограничено с

1 и при определенных параметмакс рах L и С коммутирующего контура максимальная рабочая частота

1 1

Ю; ТTЮ У7

Исключение дополнительного контура тока приводит к уменьшению времени процесса подзаряда и уменьшению потерь в коммутирующих контурах.

Формула изобретения

Автономный инвертор напряжения, содержащий подключенный к выводам источника питания основной трехфазный тиристорный мост и трехфазный мост обратных диодов, выводы переменного тока которых соединены и подключены к выходным выводам и через коммутирующие конденсаторы к выводам переменного тока трехфазного моста коммутирующих тиристоров, выводы постоянного тока которого через соответствующие последовательные цепочки. состоящие каждая иэ коммутирующего реактора и разделительного вентиля, подключены к выводам источника питания, причем параллельно каждой цепочке подключены последовательно соединенные резистор и включенный во встречном направлении тиристор подзаряда, а к точкам соединения разделительных вентилей и

1707718

Фиг. 2 коммутирующих реакторов подключен источник подзаряда, блок управления, включающий в себя блок пересчета импульсов шестикратной частоты, выходы которого через соответствующие усилители-формирователи подключены к управляющим электродам основных, коммутирующих и тиристоров подэаряда. о т л и ч а ю щ и Я с я тем, что, с целью повышения максимальной

gf рабочей частоты, в качестве разделительных вентилей использованы тиристоры, ° блок управления снабжен двумя схемами

ИЛИ, выход каждой из которых подключен

5 . к управляющему электроду соответствующего разделительного тиристора, а входы соединены с входами усилителей-формирователей коммутирующих тиристоров соответствующей группы.

1707718

21

О

1707718

Л4

Редактор Т. Иванова

Заказ 273 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

1 о

4г

Составитель И. Жеребина

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор М, Кучерявая