Трехфазный инвертор тока

Трехфазный инвертор тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР ТОКА, содержащий подключенный к входным вы водам трехфазный вентильный мост, вы .воды переменного тока которого связаны с фазными выходными выводами, а каждое плечо состоит из последовательно соединенных отсекающего диода и тиристора, соединенного с первым индуктивным элементом, а также конденсатора-И последовательной цепочки из дополнительного диода и второго индуктивного элемента, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежное ти путем облегчения токового режима силовых вентилей, в качестве первого и второго индуктивных элементов использованы соответственно первичные и вторичные обмотки -трансформаторов , тиристоры каждого плеча подключены к фазному выходному выводу и соединены с одной первичной обмотi кой трансформатора данной фазы, причем указанный дополнительный диод (Л в каждом плече включен в прямом направлении и совместно с вторичной обмоткой одного трансформатора другой фазы шунтирует отсекающий диод, параллельно которому подключен кон-, денсатор. О5 4; 4:;

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1064400 А

3(59 Н 02 М 7 515

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3405911/24-07, (25) 3453502/24-07 (22) 09.03. 82 (46) 30,12.83; Бюл. Р 48 (72) B ..H.Áðîäoâñêèé, A.A.Замбржицкий,.

Г, -В . A . .Свицын и М. Г, Тихонов (53) 6 21. 314. 572 (088. 8) (5б) 1. Бернштейн A,Я. и др.

Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе. М., Энергия, 1980, с. 295-302.

2. Аракелян A.Ê. и др. Вентильный электропривод с синхронным двигателем и зависимым инвертором, М., Энергия, 1977, с. 26.

3. Ривкин Г.А. Преобразовательные устройства. М., Энергия, 1970, с. 241, рис. 10-43 а. (54) (57) 1. ТРЕХФАЗНЫЙ HHBEPTOP TOKAY содержащий подключенный к входным вы водам трехфазный вентильный мост, вы; .воды переменного тока которого связаны с фазными выходными выводами, а каждое плечо состоит из последовательно соединенных отсекающего диода и тиристора, соединенного с первым индуктивным элементом, а также конденсатора.и последовательной цепочки иэ дополнительного диода и второго индуктивного элемента, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежнос ти путем облегчения токового режима силовых вентилей, а качестве первого и второго индуктивных элементов использованы соответственно первичные и вторичные обмотки трансформаторов, тиристоры каждого плеча подключены к фазному выходному выводу и соединены с одной первичной обмоткой трансформатора данной фазы, при- 6

С чем указанный дополнительный диод в каждом плече включен в прямом направлении и совместно с вторичной обмоткой одного траноформатора другой фазы шунтирует отсекающий диод, параллельно которому подключен кон-. ф денсатор, М р

С0

С5

4ь

Д

4::)

3 (, ) 10б4400 дополнительных коммутирующих тиристоров, которые усложняют схему само го инвертора и схему его управления.

Кроме того, переключение тиристоров

5 связано с. дополнительными потерями модности из-эа необходимости переполюсовки напряжения на запирающих конденсаторах при их заряде и повышением требований к тиристорам по

)() их максимально допустимому рабочему току иэ-эа протекания через каждый иэ них суммы токов — тбка нагрузки и тока перезаряда запирающего конденсатора.

15 Дель изобретения — упрощение инвертора и повышение надежности путем облегчения токового режима силовых вентилей.

Укаэанная цель достигается тем, что в трехфаэном инверторе тока, содержащем подключенный к входным выводам трехфазный вентильный мост, ваводы переменного тока которого связаны с фазными выходными выводами, а к

25 каждое плечо состоит из последователь но соединенных отсекающего диода и тиристора, соединенного с первым индуктивным элементом, а также конденсатора и последовательной цепочки из е . дополнительного диода и второго ин

ЗО.дуктивного элемента, в качестве первого и второго индуктивных элементов использованы соответственно первичные и вторичные обмотки трансформаторов, тиристоры каждого плеча подклюЗ5 чены к фазному выходному выводу и соединены с одной первичной обмоткой трансформатора данной фазы, причем укаэанный дополнительный диод в каждом плече включен в прямом

4Ц направлении и совместно с -вторичной обмоткой одного трансформатора другой фазы шунтирует отсекающий диод, параллельно которому подключен конденсатор, 45 Последовательно с дополнительными диодами плеч, соединенных с одним фаз

2. Инвертор тока -по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что последовательно с дополнительными диодами плеч, соединенных с одним разным выводом, зключены вторичные. обмотки трансформаторов, первичные обмотки которых зашунтированы встречными диодами и включены между тиристорами и отсекающими диодами соответствующих одноименных плеч, соединенных с другим фазным выходным выводом, причем начала обмоток каждого плеча подключены к точке соедине

Изобретение относится к.электротехнике и может быть использовано дпя. тиристорных преобразователей частоты (ТПЧ) в вентильном электроприв оде.

Известны ведомые по ЭДС синхронного двигателя .(ЯД) зависимые инверторы тока ТПЧ с естественной коммута цией вентилей инвертора по ЭДС, развиваемой СД 1).

Однако при малых скоростях вращения СД, например при их пуске и разгоне, естественная коммутация вентилей этих инверторов из-за малой величины ЭДС СД не может быть обеспе чена, Известен ведомый по ЭДС СД зависимый инвертор тока со смешанной ком мутацией вентилей, переводимый при пуске и разгоне СД с помощью специальных устройств пусковой автоматики в режим принудительной (искусствен-, ной) коммутации (2 .

Необходимость в дополнительных устройствах пусковой автоматики ус. ложняет схему управления.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности является автономный инвертор с принудительной нонентильной коммутацией, осуществля мой с помощью запирающих конденсаторов, дополнительных коммутирующих тиристоров, дросселей и диодов.

Инвертор может быть использован как ведомый по ЭДС СД зависимый инвертор для управления вентильным электроприводом и обеспечивать при этом смешанный режим коммутации вен. тилей инвертора,. а при разгоне СД— плавный переход от режима принудительной коммутации к режиму естеств венной коммутации по ЭДС СД без при. менения дополнительных устройств пусковой автоматики (3 .

Недостатком известного инвертора является то, что принудительная коммутация осуществляется с помбщью ния встречного диода с конденсатором.

3. Инвертор тока по и. 1:, о т л и ч а ю щ и. и с я тем, что последовательно с дополнительными диодами плеч, подключенных к одному фазному выводу, включены вторичные обмотки одного трансформатора, а другой фаэный выходной вывод соединен с соответствующими ему плечами моста через гервичную обмотку указанного трансформатора, причем начала всех обмоток подклю-. чены к соответствующим тиристорам.

1064400

50 ным выводом, включены вторичные обмот ки трансформаторов, первичные обмотки которых зашунтированы встречными диодами и включены между тиристорами и отсекающими диодами соответствующих одноименных плеч, соединеннык. с другим фаэным.выходным выводом, при. чем начала обмоток каждого плеча подключены к точке соединения встречного диода с конденсатором.

Последовательно с дополнительными 1О диодами плеч, подключенных к одному фазному вывойу,могут быть включейы вторичные обмотки одного трансформато ра, а другой фаэный вывод соединен с соответствующими ему плечами моста через первичную обмотку укаэанного трансформатора, причем начала всех обмоток подключены к соответствующим тиристорам.

На фиг. 1 и 2 изображены схемы трехфазного инвертора тока, варианты

Трехфазный инвертор тока (фиг. 1) состоит иэ катодной группы тиристоров 1 — 3, анодной группы тиристоров 4 — 6, запирающих тиристоры катодной группы конденсаторов 7 — 9, запирающих тиристоры анодной группы конденсаторов 10 — 12, отсекающих диодов 13 — 15 в цепях рабочих токов тиристоров катодной группы, отсекающих диодов 16 — 18 в цепях рабочих токов тиристоров анодной группы, дополнительных диодов 19 — 21 в цепях заряда запирающих конденсаторов в катодной группе, дополнительных диодов 22 — 24 в цепях заряда запирающих конденсаторов в анодной группе, трансформаторов 25 — 27 заряда запирающих конденсаторов катодной группы, первичные обмотки каждого иэ которых шунтированы встречными 40 диодами 28 — 30 и трансформаторов 31

33 заряда запирающих конденсаторов анодной группы, первичные обмотки которых шунтированы встречными диодами 34 — 36. К выходным выводам 45 инвертора 37 — 39 подключены выводы трехфазной нагрузки 40, например фазные обмотки синхронного двигателя.

Инвертор по фиг. 2 имеет три трансформатора 41 — 43, первичные обмотки которых включены между парами тиристоров и выходными выводами а две вторичные обмотки каждого трансформатора включены в цепи заряда запирающих конденсаторов.

Трехфазный инвертор тока (фиг.1). работает следующим образом.

В начале пуска СД, пока малы ЭДС, развиваемые в обмотках СД, переключе ние тиристоров происход т за счет 60 напряжений, до которых заряжаются конденсаторы 7 - 12. Пусть при этом в какой-то момент времени открыты тиристоры 4 и 2. Конденсаторы 11 и 9 заряжены. Их заряд прошел при 65 открывании тиристоров 4 и 2, так как первичные обмотки трансформаторов 31 и 26 их заряда .включены в собственные цепи рабочих. токов этих тиристоров. При этом вторичные обмотки трансформаторов 31 и 26 и диоды 23. и 21 в цепи заряда запирающих конден саторов 11 и 9 включены таким образом, что напряжение заряда запирающего конденсатора 11 приложено плюсом к катоду диода 17 в собственной цепи рабочего тока тиристора 5, а напряжение заряда запирающего конденсатора 9 приложено минусом к аноду диода 15 в собственной цепи рабочего тока тиристора 3.

При отпирании очередного тиристора 3 происходит заряд запирающего конденсатора 7, а напряжение конденсатора 9 оказывается приложенным через собственную цепь рабочего тока тиристора 3 и нагрузку к тиристору 2, минусом — к его аноду, плюсом — к катоду. Шунтирующий диод 29 при этом ограничивает величину ЗДС самоиндук- ции трансформатора 26, препятствующую спадению тока в тиристоре 2.

Тиристор 2 запирается, а запирающий конденсатор 9 разряжается через источник тока, собственную цепь рабочего тока тиристора 4, нагрузку и собственную цепь рабочего тока тиристора 3. Напряжением запирающего конденсатора ll осуществляется эапирание тиристора 4 при открывании тиристора 5. С помощью трансформато, ра 32, по первичной обмотке которого начинает протекать рабочий ток, происходит .дозаряд запирающего конденсатора 12. Аналогичным образом происходит переключение других тирис торов инвертора.

Трехфазный инвертор тока по фиг.2 работает следующим образом.

В начале пуска синхронного двигателя, пока малы ЭДС, развиваемые в его обмотках, переключение тиристо. ров происходит эа счет напряжений, до которых заряжаются запирающие конденсаторы 7 - 12. Пусть при этом в какой-то момент времени открыты тиристоры 4 и 2. Конденсаторы 11 и 9 заряжены. Заряд конденсатора 11 проходит при открывании тиристора 4, когда нагрузочный ток протекает через первичную обмотку трансформатора 41 в направлении от-ее начала к выходу инвертора. Конденсатор 9 заря жен в момент открывания тиристора 2, когда нагрузочный ток через первичную обмотку трансформатора 42 протек, кает в направлении к ее началу.

Вторичные обмотки трансформаторов 41 и 42 и диоды 21 и 23 включены так, что напряжение заряда запирающего конденсатора 11 приложено плюсом к катоду диода 17 в собственной цепи рабочего тока тиристора 5, а напряг

1064400

BHHHIiH Заказ 10355/56 Ткраж 687 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä,ул,Проектная,4 жение заряда запирающего конденсато- ра 9 приложено минусом z. аноду диода 15 в собственной цепи рабочего ток а тири стор а 3 .

При отпирании очередного .тиристора 3 начинает протекать ток через пер 5 вичную обмотку трансформатора 43 и заряжается запирающий конденса. тор 7. Напряжение конденсатора 9 через собственную .цепь рабочего тока тиристора 3, первичную обмотку транс- 10 форматора 43 и нагрузку прикладывается к тиристору 2, минусом — к его аноду, плюсом — к катоду. Тиристор 2 запирается, а запирающий конденса тор 9 разряжается через источник тока, собственную цепь рабочего тока тиристора 4, нагрузку и собственную цепь рабочего тока тиристора 3.

ЭДС самоиндукции трансформатора 42, препятствующая спаданию тока в тиристоре 2, ограничена, так как запас энергии трансформатора 42 при этом расходуется на заряд запирающего конденсатора 12 Напряжением запирающего конденсатора 11 осуществляется эапирание тиристора 4 при открывании тиристора 5. С помсщью трансформатора заряда 42, по первичной обмотке которого начинает протекать ток происходит дозаряд за1 пирающего конденсатора 12. Аналогичным образом происходят переключения других тиристоров инвертора.

Напряжения, до которых заряжаются запирающие конденсаторы, определяются величиной тока, задаваемого от источника тока и интервалом проводимости тиристоров инвертора, В.начале разгона синхронного двигателя, пока инвертор работает на низкой частоте, напряжения, до которых заряжаются запирающие конденсаторы, ограничены, так как насыщение . транс. форматоров заряда происходит за время, меньшее интервала проводимости тиристоров. С ростом скорости вращения синхронного двигателя, а значит частоты и амплитуды его фаэных ЭДС становится возможной естественная коммутация тиристоров по ЭДС синхронного двигателя, а интервалы проводимости тиристоров уменьшаются. Это приводит к сокращению времени заряда конденсаторов и уменьшению напряжений, до которых они заряжаются автоматически осуществляется переход инвертора в режим естественной коммутации по ЭДС синхронного двига1 теля,