SU1555788A1

SU1555788A1 - Инвертор напр жени

Info

Publication number: SU1555788A1
Application number: SU874312270A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Николаевич Абрамов; Виктор Серафимович Васильев
Original assignee: Всесоюзный Заочный Политехнический Институт
Priority date: 1987-07-09
Filing date: 1987-07-09
Publication date: 1990-04-07

Abstract

Изобретение относитс к преобразовательной технике и предназначено дл использовани в частотно-регулируемом электроприводе. Цель - уменьшение стоимости и повышение надежности путем уменьшени числа тиристоров. Устройство содержит две группы основных тиристоров (анодную 1 - 3 и катодную 4 - 6), одна группа основных тиристоров всегда коммутируетс только после завершени коммутации в другой группе. Группа основных тиристоров 4 - 6, котора всегда коммутируетс второй, св зана с общим узлом коммутации с помощью диодов 14 - 16. Группа основных тиристоров, котора коммутируетс всегда первой, 1 - 3, св зана с общим узлом коммутации с помощью распределительных тиристоров 11 - 13. Узел коммутации состоит из коммутирующих тиристоров 7, 8, полностью управл емого ключа 9 и вспомогательного источника 10. Тиристор 8 отпирают с задержкой по отношению к тиристору 7. 5 ил.

Description

к

с

ел

СП

ел 41

00 00

па основных тиристоров, котора коммутируетс всегда первой, 1-3, св зана с общим узлом коммутации с помощью распределительных тиристоров 11-13.

Узел коммутации состоит из коммутиру15557884

ющих тиристоров 7, 8, полностью управл емого ключа 9 и вспомогательного источника 10. Тиристор 8 отпирают с задержкой по отношению к тиристору 7. 5 ил.

Изобретение относитс к электроехнике и может быть применено в авономных инверторах напр жени ,предазначенных дл частотно-регулируемоо электропривода.15

Цель изобретени - уменьшение стомости и повышение надежности путем меньшени числа тиристоров.

На фиг.1 представлена схема инверора; на фиг.2 - 4 варианты схемы; 20 а фиг.5 - временные диаграммы токов i и напр жений U на соответствующих элементах.схемы.

Инвертор (фиг.О состоит из моста основных тиристоров 1-6, анодную 25 группу которого составл ют тиристоры 1-3, а катодную группу - тиристоры 4-6, узла коммутации, состо щего из последовательно включенных коммутирующих тиристоров 7 и 8, полностью зд управл емого ключа (запираемого тиристора )- 9 и вспомогательного источника 10 напр жени , распределительных тиристоров 11-13, соедин ющих анодную группу основных тиристоров 1-3 с узлом коммутации, диодов 14-16, соедин ющих катодную группу основных, тиристоров 4-6 с узлом коммутации, дросселей 17-J9, включенных в каждую стойку моста между основными тиристорами , обратный диодов 20-25.

Управл ющие электроды основных тиристоров подключены к блоку 26 управлени , дополнительный блок 27 управлени выходом подключен к тирис- 45 торам 11-13, 7, 9 и блоку 28 задержки , соединенному выходом с вспомогательным блоком 29 управлени ,соединенным с тиристорами 8 и 9.

Процесс коммутации основных тирис- ,Q торов осуществл етс следующим образом . Ток нагрузки проходит по цепи: источник, тиристор 1, дроссель 17, фаза А нагрузки, фаза В нагрузки, дроссель 18, тиристор 5. Сначала не- обходимо закрыть тиристор той группы , котора св зана с узлом коммутации с помощью распределительных тиристоров . Дл этого включают коммути40

5

0

5

Q

0

рующий 7, запираемый 9 и распределительный 11 тиристоры. К тиристору 1 прикладываетс обратное напр жение, приблизительно равное напр жению UK | дополнительного источника 10, которое составл ет пор дка 10 В. Тиристор 1 выключаетс , и ток нагрузки переходит с тиристора 1 в цепь запираемого тиристора 9. Кроме того, в цепи,образованной элементами 7, 10, 9, П, 17, 20, возникает ток под действием дополнительного источника 10. Этот ток ограничиваетс дросселем 17. Через интервал времени, превышающий врем восстановлени основного тиристора 1, запираемый тиристор 9 выключаетс по цепи управлени . Ток нагрузки переходит в обратный диод 23 и протекает по цепи: элементы 23, 17, фаза А, фаза В, элементы 18, 5. Ток, возникший в дросселе 17 под действием источника 10, замыкаетс через обратные диоды 23 и 20 и источник питани . Энерги , накопленна в дросселе от источника 10, передаетс в основной источник . Процесс отдачи энергии непродолжительный , так как напр жение основного источника U во много раз больше UH, После отдачи энергии диод 20 закрываетс , ток нагрузки замыкаетс по цепи: элементы 23, 17, А, В, элементы 18, 5. В напр жении нагрузки образуетс нулева пауза. На этом процесс коммутации основного тиристора 1 в анодной группе заканчиваетс .

Чтобы закрыть основной тиристор 5 в катодной группе, необходимо предварительно произвести рассмотренную коммутацию в анодной группе основных параметров, а затем включить коммутирующий тиристор 8 и запираемый тиристор 9. Ко всем основным тиристорам катодной группы через диоды 14 - 16 прикладываетс напр жение дополнительного источника 10 напр жени и эти тиристоры закрываютс . К трем дроссел 17-19 прикладываетс напр жение Ук через диоды 14-16. Но истечении времени, несколько превышеющего врем восстановлени основных тиристоров, запираемый тиристор 9 выключаетс по цепи управлени . Накопленна в трех дроссел х энерги возвращаетс в источник питани через диоды 20-25. После завершени процесса запирани тиристора 5 ток нагрузки проходит по цепи: элементы 23, 17, фаза А, фаза В, элементы 18, 21, источник питани . На нагрузке образуетс обратна пол рность напр жени и ток нагрузки уменьшаетс .

На фиг.2 параллельно коммутирующему тиристору 7, к которому присоединены диоды 14-16, включен обратный диод 30. Это позвол ет уменьшить габариты , так как уменьшаетс общее количество диодов за счет исключени обратных диодов 20-22 (фиг.1), и кроме того, увеличить надежность работы (после закрывани запираемого тиристора 9 открываетс диод 30 и к тиристору 7 прикладываетс обратное напр жение, что способствует его надежному запиранию).

В этом инверторе процессы происход т так же как и в схеме,изображенной на фиг.1, с тем лишь отличием, что после запирани анодной (или катодной ) группы основных тиристоров открываетс диод 30. Так, после запирани основного тиристора 1 и запирани тиристора 9 ток, накопленный в дросселе 17, замыкаетс по цепи: элементы 23, 17, 14, 30, источник питани . В инверторе, изображенном на фиг.З, в шину питани включен вспомогательный тиристор 31 между коммутирующим тиристором 7, к которому подключены диоды 14-16, и группой основных тиристоров 1-3, обща точка которых соединена с другим коммутирующим тиристором. Это позвол ет исключить три распределительных тиристора 11 - 13 (фиг.2) и тем самым сократить общее число тиристоров, а также уменьшить число быстродействующих тиристоров и тем самым уменьшить установленную мощность узла коммутации.

Принцип действи отличаетс тем, что дл коммутации на высокой частоте запираетс вспомогательный тиристор 31. Дл этого включают коммутирующий тиристор 7 и запираемый тиристор 9. После выключени запираемого тиристора 9 основные тиристоры 1 - 3 обесточиваютс . Если до коммутации были открыты основные тиристоры 1 и

10

20

25

5 и ток приходил по фазам А и В, то после обесточивани тиристора 1 ток нагрузки замыкаетс по цепи: фаза А, фаза В, элементы 18, 5, 23, 17, фаза А. В выходном напр жении образуетс нулева пауза.

Дл смены комбинации работающих основных тиристоров сначала произво- ; дитс коммутаци тиристора 31, а после ее завершени включают коммутирующий тиристор 8 н запираемый тиристор 9. К основным тиристорам 4-6 катодной группы через разв зывающие диоды 14 - 15 16 прикладываетс обратное напр жение UK,и они закрываютс .После их запирани выключаетс запираемый тиристор 9 .При работающих фазах А и В ток нагрузки замыкаетс по цепи: элементы 24,18,фаза В,фаза А,элементы 17,14,30, источник питани . После этого можно включить любую необходимую комбинацию основных тиристоров.

При однопол рной ШИМ, котора чаще используетс в массовом электроприводе , по высокой частоте (частота ШИМ) коммутируетс только вспомогательный тиристор 31, и поэтому он один должен быть-высокочастотным с малым временем восстановлени . Основные же тиристоры коммутируютс по низкой выходной частоте, и могут быть менее быстродействующими, а значит и более дешевыми. Так как по высокой частоте (частоте ШИМ) узел коммутации включаетс на короткое врем , определ емое временем восстановлени высокочастотного тиристора 31, то установленна мощность узла коммутации может быть снижена. В схеме инвертора, изображенной на фиг.З, между точками 32 и 33 включен источник 34 вспомогательного напр жени последовательно с коммутирующим тиристором 8, включенным параллельно мосту основных тиристоров. Это увеличивает надежность запирани той группы основных тиристоров 1-3, котора соединена с вспомогательным тиристором 31.

50

30

35

40

45

После запирани вспомогательного тиристора 31 и тиристора 9 тиристоры 1 - 3 анодной группы обесточиваютс и в выходном напр жении образуетс ну- лева пауза. Но если токи утечек тиристоров 31 и 9 превышают ток удержани основного тирнстрра (например, тиристора 1), то основной тиристор 1 пропускает малый ток и не выключаетс .

На работу по ШИМ это не вли ет, так как основной ток нагрузки не может пройти через этот основной тиристор 1. Но при смене комбинации тиристоров по выходной частоте этот основной тиристор остаетс включенным,что не только нарушает работу, но и может привести к короткому замыканию, когда включитс тиристор 4.

При наличии вспомогательного источника 34 напр жени после отпирани коммутирующего тиристора 8 (коммутаци по выходной частоте) к основным тиристорам 1 - 3 анодной группы прикладываетс обратное напр жение Ua через обратные диоды 23-25. Это обеспечивает надежное запирание тиристоров анодной группы. Величина напр жени источников 10 (Us) и 34 (Un) -JQ с тем, что, с целью уменьшени стонапр жени небольша - пор дка 10 В.

Claims

Формула изобретени

Инвертор напр жени , содержащий подключенные к выводам источника питани узел бесконденсаторной коммутации и трехфазный мост основных тиристоров с разделительными дроссел ми и обратными диодами, подключенными параллельно каждому из основных тиристоров совместно с дросселем, средний выход которого соединен с соответствующим выходным выводом, а узел бес- конденсаторной коммутации выполнен в

имости и повышени надежности путем уменьшени числа тиристоров, в качестве упом нутых вентилей использованы диоды, а управл ющий электрод

25 второго коммутирующего тиристора, соединенного с распределительными тиристорами , подключен к выходу введенного вспомогательного блока управле--. ни , подключенному дополнительно к

30 Управл ющему электроду коммутирующего ключа, а вход введенного блока соединен с выходом блока задержки, подключенного входом к выходу дополнитель- j ного блока управлени .

виде последовательной цепочки из двух коммутирующих тиристоров и включенных между ними вспомогательного источника питани и коммутирующего полностью управл емого ключа, причем первый коммутирующий тиристор соединен через вентиль с основными тиристорами одной группы моста, а второй коммутирующий тиристор через распределительные тиристоры соединен с другой группой основных тиристоров моста, блок управлени основными тиристорами, соединенный с дополнительным блоком управлени , выходы которого подключены к управл ющим электродам распределительных и первого коммутирующего тиристоров и коммутирующего ключа, блок задержки, отличающийимости и повышени надежности путем уменьшени числа тиристоров, в качестве упом нутых вентилей использованы диоды, а управл ющий электрод

второго коммутирующего тиристора, соединенного с распределительными тиристорами , подключен к выходу введенного вспомогательного блока управле--. ни , подключенному дополнительно к

Управл ющему электроду коммутирующего ключа, а вход введенного блока соединен с выходом блока задержки, подключенного входом к выходу дополнитель- j ного блока управлени .

Фиг. г

Щиг.з

ФигЛ