Непосредственный преобразователь частоты с искусственной коммуникацией тиристоров

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено29,01.76 (21) 2319970/07 с присоединением заявки №2319621/07 (23) Приоритет (43) Опубликовано15.06.78Бюллетень №22 (45) Дата опубликования описания 25.05.78

Союз Советских

Социалистических

Республик (и) 61127S (51) М. Кл.

Н 02 М 5/2 -У 7

Гасударственный намитетСоввта Министров СССР по делам нзооретоний н открытий (53) УДК 621.314. . 27 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. С. Руденко, В. М. Скобченко и

Киевский политехнический институт им. 50летия Великой

Октябрьской социалистической революции (71) Заявитель (54) НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

С ИСКУССТВЕННОЙ КОММУТАЦИЕЙ ТИРИСТОРОВ

Изобретение относится к области преобразоват льной техники и может быть использовано при построении преобразователей, предназначенных, например, для питания частотноуправляемых электроприводов или для питания других устройств, работающих на принципе бегущего поля, а также при решении задач стабилизации частоты.

)1звестны непосредственные преобразователи частоты с искусственной коммутацией тиристоров (1) (4).

Недостатком их является сравнительная сложность блоков принудительной коммутации.

Наиболее близким по существу технического решения является преобразователь (4), содержащий встречно-параллельно включенные силовые тиристорные мосты, блок принудительной коммутации, включающий в себя вспомогательный диодный мост, входом подключенный ко входным выводам преобразователя, и выходом связанный с диагональю постоянного тока однофазного тиристорного моста, в диагонали переменного тока которого установлен коммутирующий L С вЂ” контур, мост распределительных тиристоров, одной диагональю подсоединенный к выходным выводам, а также блок управления, включающий в себя задающий генератор, распределитель импульсов, датчики фазного тока и логическую часть.

П редла гаем ый преобразователь отличается от известного тем, что упомянутый коммутирующий LC — контур подключен непосредственно также и к другой диагонали указанного моста распределительных тиристоров.

Это позволяет упростить преобразователь и улучшить его энергетические показатели за счет уменьшения потерь в блоке принудительн ой ком м ута ци и.

На фиг. 1 показана принудительная электрическая схема трехфазно-однофазного преобразователя частоты; на фиг. 2 — модифицированный вариант преобразователя.

Преобразователь частоты (фиг. 1) состоит из силовой схемы, построенной по мостовой схеме на симметричных или встречно-параллельных тиристорах 1 — 6 (дроссели, включенные последовательно с симметричными тиристорами не показаны), блока принудительной

20 коммутации, состоящего из вспомогательного трехфазного диодного моста 7, подключенного на стороне постоянного тока к диагонали постоянного тока однофазного тиристорного моста, образованного тиристорами 8 — 11. В диагональ переменного тока однофазного тиристорного

611279

З0

Формула изобретеная

60 моста включены последовательно соединенные коммутирующие конденсатор 12 н дроссель 13; а также диагональю постоянного тока — распределительный тиристорный мост, собранный на тиристорах 14 — 17, в диагональ переменного тока которого включена нагрузка 18 и датчик направления тока нагрузки 19, связанный со схемой управления, состоящей из управляющего генератора 20, распределителя импульсов 21 и схемы совпадения 22.

В предложенном преобразователе частоты применен способ формирования выходного напряжения путем циклического подключения на равные промежутки времени нагрузки к линейным питающим напряжениям. При этом алгоритм работы силовых тиристоров следующий:

AB I l,5 i — - А С I 1,6 — BC l 26! — - А В (2,4 I-А С (3,4! — - ВС (3,5(, где АВ, ВС, АС вЂ” линейные напряжения к которым подключается нагрузка;

1, 2, 3, 4, 5, 6 — номера тиристоров подключающих нагрузку к линейным напряжениям.

Предположим импульсы управления с управляюгцего генератора 20 через распределитель импульсов 21 подаются на силовые тиристоры 1 и 5.

При этом коммутирующий конденсатор !2 заряжается с полярностью, указанной на чертеже без скобок. В следу1о ций момент времени нагрузка переключается на другое линейное напряжение, предположим с помощью тиристоров 1 и 6. Следовательно, необходимо погасить тиристор 5. Для определения того, какой из распределительных тиристоров должен быть включен, последовательно с нагрузкой включен датчик направления тока нагрузки 19, сигнал которого поступает на схему совпадения 22. Сюда же поступают импульсы с управляющего генератора 20 через распределитель импульсов 21. Пусть наг1равление тока в тиристоре 5 указано пунктирной стрелкой.

Тогда система управления выдаст импульсы на тиристоры 11 и 15 и конденсатор, разряжаясь по пути 15,5, диод моста 7, 11, 13— выключит тиристор 5 и продолжит разряд по пути + 15, 18,19, l, диод моста 7, 11, !3—

Через время, равное времени восстановления запирающих свойств тиристора 5, включается тиристор 8 и конденсатор ускоренно перезаряжается до напряжения с полярностью, указанной в скобках.

Если направление тока в тиристоре 5 указано сплошной стрелкой и полярность конденсатора без скобок, то для гашения тиристора 5 система управления подает импульсы на тиристоры 8 и 17. При этом конденсатор разряжается по пути + 8, диод моста 7, 5, 17, 13 —, выключая тиристор 5 и продолжая разряд по цепи + 8, диод моста 7, 1, 19, 18, 17, 13 вЂ, через время, равное времени восстановления запирающих свойств тиристора 5, включается тиристор 8 и конденсатор ускоренно перезаряжается до напряжения с полярностью, указанной в скобках.

Если направление тока в тиристоре 5 указано сплошной стрелкой и полярность конденсатора указана без скобок, то для гашения тиристора 5 система управления подает импульсы на тиристоры 8 и 17. При этом конденсатор разряжается по пути + 8 диод моста 7, 5, 7, 13 —, выключая тиристор 5 и продолжая разряд по цепи +8, диод моста 7, l. 19, 18, 17, 13 †. Через время равное времени восстановления запирающих свойств тиристора 5, включается тиристор 11 и конденсатор ускоренно перезаряжается до напряжения с полярностью, указанной в скобках. При этом необходимости в дросселях 23, 24, 25 в принципе нет.

Модификация преобразователя на фиг. 2 характеризуется иным соединением тиристоров распределительного моста.

Работа блока коммутации в этом случае происходит следующим образом. Пусп попрежнему открыты тиристоры 1,5 и необходимо выключить гиристор 1. Система управления выдает импульсы на выключение тиристоров 8 и 16. Конденсатор 12, разряжаясь по пути + 8, 7, 1, 16, 13 —, выключит тиристор 1 и продолжит разряд по пути + 8, 7, 5, 18, 19, 16, 13 —. Через время, равное времени восстановления запирающих свойств тиристора 1, подается импульс управления на тиристор ll, и конденсатор 12 ускоренно перезаряжается через включенные тиристоры 8 и 11.

Если направление тока в тиристоре 1 указано сплошной стрелкой, то для его гашения система управления выдает импульсы управления на тиристоры 11 и 14. При этом конденсатор разряжается по пути + 14, 1, 7, 11, 13 — и после выключения тиристора продолжит разряд по пути + 14, 19, 18, 5, 7, 11, !3

Через время восстановления запирающих cBGйств тиристора 1 подается импульс управления на тиристор 8 и конденсатор ускоренно псрезаряжается через открытые тиристоры 8 и 11. Аналогично происходит гашение тиристоров правого плеча 4, 5, 6. При этом импульсы управления пода1отся на тиристоры 9 и 10 зарядного и 15, 17 распределительного тиристорных мостов.

Целесообразность применения того или иного варианта описанного преобразователя детерминируется конкретно решаемой задачей.

Трехфазный выход преобразователя обеспечивается установкой дополнительно двух комплектов силовых мостов, двух комплектов однофазных тиристорных мостов и двух комплектов мостов распределительных тиристоров с соответствующим усложнением блока управления.

Непосредственный преобразователь:астоты с искусственной коммутацией тиристоров, содержащий встречно-параллельно включенные силовые тиристорные мосты, блок принудительной коммутации, включающий в себя вспомогательный мост, входом подключенный

611279

°,, ry . á 17

>4 Э /д!7

И За«аз 3I66 43

92 1одпи«нос

Филиаг ППГ «Clатент, г. Ужгзрэц .1. Проетн я. 4

Риг 2 ко входным выводам преобразователя ii выходом связаннь;й с диагональю постоянного тока однофазного тиристорного моста, в диагонали переменного тока которого установлсн коммутирую ий ЕС=контур, мост распределнтечьных тиристоров, одной диагональю подсоединенной K выходным выводам, г также блок управления, включающий в себя задаю:ций генератор, распределитель импульсов, дат <ики фазного тока и логическую асть, отличаюи1ийся тем, что, с целью упрощения, упомянутый коммутирую ций 1.С вЂ” контур подключен также нспосредствснно и к другой диагонали указанного м<1ста распределительных T Iðícòîров.

Источи,ti<è информации, принятые во BHèi,ание при зкспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР Л 180689, кл. 21 d - 14/02, 1965.

2. Авторское сви етельство СССР № 213958, кл. 21 <1-" 14, 02, 1905.

3. Авторское свидетельство СССР Ме 309435, кл. 2! 4- 14/02, 19б8.

4. Коробан H. Т., Мастяев Н. 3., Мыцык Г. С.

Построение и классификация непосредственных преооразователей частоты с искусственной комт тацией «Современные задачи иреобразовате,)ей техники» часть 2, Киев, 1975, с. 132 — 140.