SU1319209A1 - Three-phase voltage inverter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в т говом электроприводе . Целью  вл етс  повышение на- дежности. Устройство содержит мосты главных 1-6 и коммутирующих 7-12 тиристоров. Первичные обмот- :- ки 25-27 трансформаторов тока 22-24 включены в диагонали подзар дных диодных мостов 32-35, 36-39 и 40-41. Выходы последних объединены в отдельную сеть посто нного тока, с шинами 44 и 45 которой соединены входы мостов подзар дных тиристоров 47-50, 51-54 и 55-58, выходы которых соединены с коммутируюш г1ми конденсаторами 19-21. Это позвол ет обеспечить дополнительный подзар д конденсаторов инвертора независимо от уровн  или наличи  напр жени  в сети питани  инвертора. 3 ил. С ;7 28 S (Л оо со ю о со Фи8.1The invention relates to a converter technique and can be used in a traction drive. The goal is to increase reliability. The device contains bridges of main 1-6 and commutating 7-12 thyristors. The primary windings of: - ki 25-27 current transformers 22-24 are included in the diagonal of the charging diode bridges 32-35, 36-39 and 40-41. The outputs of the latter are connected to a separate DC network, with the buses 44 and 45 of which are connected to the inputs of recharge thyristors bridges 47-50, 51-54 and 55-58, the outputs of which are connected to switching capacitors 19-21. This allows for additional charging of the inverter capacitors, regardless of the level or presence of voltage in the inverter power supply. 3 il. S; 7 28 S

Description

11eleven

Изобретение относитс  к силовой преобразовательной технике, а именно к мостовым тиристорным инверторам работающим в т говом приводе с бесколлекторными двигател ми.The invention relates to a power converter technology, namely to bridge thyristor inverters operating in a traction drive with brushless motors.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности работы инвертора путем дополнительного подзар да коммутирующих конденсаторов.The aim of the invention is to increase the reliability of the inverter by additional charging of the switching capacitors.

На фиг.1 представлена принципиальна  электрическа  схема трехфааного инвертора напр жени ; на фиг,2 - схема формировател  импульсов управлени  тиристорами подзар дных мостов инвертора; на фиг.З - диаграмма импульсов управлени  всеми тиристорами инвертора, IFigure 1 shows the circuit diagram of a three-phase voltage inverter; Fig. 2 is a diagram of a thyristor control pulse generator of the inverter charge bridge bridges; FIG. 3 is a pulse diagram of control of all inverter thyristors, I

Трехфазный инвертор напр жени  (фиг.1) содержит мосты главных тиристоров 1-6, мосты коммутирующих тиристоров 7-12, мосты обратных диодов 13-18, фазные коммутирующие конденсаторы 19-21, трансформаторы 22- 24 тока, первичные их обмотки 25-27 включены кажда  в свою фазу нагрузки 28, а вторичные 29-31 пофазно в диагонали трех подзар дных диодных мостов , каждый из которых состоит из двух пар диодов: мост фазы А - из диодов 32-35, мост фазы В - из дио- дов 36-39, мост фазы С - из диодов 40-43. Выходы указанных диодных мостов объединены в. отдельную сеть посто нного тока с шинами 44 и 45. К последним через дроссель 46, включенный в шину 44, подключены входы трех подзар дных тиристорных Мостов Мост фазы А состоит из подзар дных тиристоров 47-50, мост фазы В - из подзар дньпс тиристоров 51-54, мост фазы С - из подзар дных тиристоров 55-58. Выходы каждого из указанных мостов соединены с фазным коммутирующим конденсатором: мост, тиристоров 47-50,- с конденсатором 19, мост тиристоров 51-54 - с конденсатором 20, мост тиристоров 55-58 - с конденсатором 21. Права  обкладка конденсатора 19 соединена со средней точкой 59 главных тиристоров 1 и 4, а лева  - со средней точкой 60 коммутирующих тиристоров 7 и 10. Права  обкладка конденсатора 20 соединена со средней точкой 61 главных тиристоров 3 и 6, а лева  - со средней точкой 62 коммутирующих тиристоров 9 и 12. Права  обкладка конденсатора 21 соединена со средней точкой 63 главныхThe three-phase voltage inverter (Fig. 1) contains bridges of main thyristors 1-6, bridges of switching thyristors 7-12, bridges of reverse diodes 13-18, phase switching capacitors 19-21, transformers 22-24 current, their primary windings 25-27 each load 28 is included in its phase, and secondary 29-31 are phase-wise in the diagonal of three recharge diode bridges, each of which consists of two pairs of diodes: phase A bridge — from diodes 32-35, phase B bridge — from diodes 36 -39, phase C bridge - from diodes 40-43. The outputs of these diode bridges are combined in. A separate DC network with buses 44 and 45. The latter through the choke 46, included in bus 44, are connected to the inputs of three recharge thyristor Bridges Phase A bridge consists of recharge thyristors 47-50, Phase B bridge - from recharge thyristors 51 -54, Phase C bridge - from the underside of thyristors 55-58. The outputs of each of these bridges are connected to a phase switching capacitor: a bridge, thyristors 47-50, - with capacitor 19, a bridge of thyristors 51-54 - with a capacitor 20, a bridge of thyristors 55-58 - with a capacitor 21. The right side of the capacitor 19 is connected to the middle point 59 main thyristors 1 and 4, and the left - with the midpoint of 60 commuting thyristors 7 and 10. The right side of the capacitor 20 plate is connected to the midpoint of 61 main thyristors 3 and 6, and the left - with the midpoint of 62 commuting thyristors 9 and 12. Rights capacitor plate 21 is connected to the center her point of 63 major

9292

тиристоров 5 и 2, а лева  - со средней точкой 64 коммутирующих тиристоров 8 и 11. Управл ющие электроды всех подзар дных тиристоров 47-58thyristors 5 and 2, and the left with the midpoint of 64 commuting thyristors 8 and 11. The control electrodes of all charging thyristors 47-58

подключены к формирователю 65 сигналов управлени  подзар дными тиристорами (фиг.2) системы 66 управлени ,connected to the driver of the back up thyristor control signals 65 (Fig. 2) of the control system 66,

Между шинами 44 и 45 диодных мостов 32-35, 36-39 и 40-43 включены двеBetween the tires 44 and 45 of the diode bridges 32-35, 36-39 and 40-43 are two

параллельные цепочки, одна из кото- рых состоит из конденсатора 67, а друга  - из резистора 68. Кроме того, в шину 69 включен датчик 71 тока, между шинами 69 и 70 - конденсаторparallel chains, one of which consists of a capacitor 67, and the other - of a resistor 68. In addition, a current sensor 71 is included in bus 69; a capacitor is connected between buses 69 and 70

72 фильтра, а параллельно ему - датчик 73 напр жени ,72 filters, and parallel to it - voltage sensor 73,

11редлага,емый инвертор работает следующим образом.11 proposed by the inverter works as follows.

При работе инвертора на нагрузкуWhen the inverter is on load

28 первичные обмотки 25 (точки 74 и 75), 26 (точки 76 и 77) и 27 (точки 78 и 79) трансформаторов 23-24 тока обтекаютс  током нагрузки. Токи вто- , ричных обмоток 29-31 выпр мл ютс The 28 primary windings 25 (points 74 and 75), 26 (points 76 and 77) and 27 (points 78 and 79) of the current transformers 23-24 flow around the load current. Secondary winding currents 29-31 are rectified

подзар дными диодными мостами 32-35, 36-39 и 40-43, в результате чего на шинах 44 и 45 диодных мостов посто нно имеетс  выпр мленное напр жение заданного уровн , которое посто нноrechargeable diode bridges 32-35, 36-39, and 40-43, with the result that on tires 44 and 45 diode bridges there is always a rectified voltage of a given level, which is constant

прилагаетс  к входам тиристорных мостов 47-50, 51-54 и 55-58, В пусковом -или тормозном режимах, а также при кратковременных просадках напр жени  в силовой сети инвертора, когда напр жение на входе инвертора ниже порогового значени , а ток инвертора превьшгает пороговое значение, срабатьтают соответственно датчик 73 напр жени  и датчик 71 тока, которыеIt is applied to the inputs of the thyristor bridges 47-50, 51-54 and 55-58, In the start-up or brake modes, as well as during short-term voltage dips in the inverter power network, when the voltage at the input of the inverter is lower than the threshold value, and the inverter current exceeds the threshold value, respectively, trigger voltage sensor 73 and current sensor 71, which

посылают разрешающие сигналы на формирователь 65 импульсов управлени  подзар дными тиристорами 47-58 в систему 66 управлени  инвертора (фиг.2),Allowing signals are sent to the driver for controlling pulse charging thyristors 47-58 to the inverter control system 66 (Fig. 2),

Формирователь 65 сигналов управлени  подзар дными тиристорами 47-58 состоит из шести логических элементов -НЕ,  вл ющихс  стандартными микросхемами серии КМ155.A shaper thyristor control signal generator 65 47-58 consists of six NEF logic gates, which are standard chips in the KM155 series.

Система 66 управлени  подает сигналы на открытие главных тиристоров , 1-6 и коммутируюищх тиристоров 7-12 согласно диаграмме импульсов (фиг.З), Б указанной системе управлени  используетс  150-градусной закон управлени  с длительностью сигналов.управлени  главными тиристорами 1-6 150 эл.град и коммутирующими тиристорами 7-12 120 эл.град. При этом вклю31The control system 66 sends signals for opening the main thyristors, 1-6 and commutating thyristors 7-12 according to the pulse diagram (Fig. 3), B to this control system a 150-degree control law is used with the duration of the signals. Control of the main thyristors 1-6 150 el .grad and commuting thyristors 7-12 120 el.grad. In this case, including 31

чение тиристоров подэар дного устройства происходит следующим образом.The thyristors of the sub device are as follows.

Предположим, что коммутирующий конденсатор 19 фазы А инвертора должен зар дитьс  со знаком + на правой обкладке через открытые главный тиристор 1 и коммутирующий тиристор 10. Если при этом поступает разрешающий сигнал на включение устройства подзар да, то сигналы поступают на открытие тиристоров 49 и 50 подзар да , разреша  тем самым дозар дить конденсатор 19 при той же пол рности его от источника подзар да (шины 44 и 45) по цепи: шина 44 - подзар д- ный тиристор 49 - точка 59 - права  о.бкладка конденсатора 19 - лева  обкладка конденсатора 19 - точка 60 - подзар дный тиристор 50 - шина 45, Сигнал на включение подзар дных тиристоров 49 и 50 идентичен сигналу на включение коммутирующего тиристора 10.Suppose that the switching capacitor 19 of phase A of the inverter must be charged with the + sign on the right plate through the open main thyristor 1 and the switching thyristor 10. If this gives an enabling signal to turn on the charging device, then the signals go to the opening of thyristors 49 and 50 yes, thereby permitting the capacitor 19 to be charged with the same polarity from the charge source (buses 44 and 45) along the circuit: bus 44 - charge thyristor 49 - point 59 - right capacitor capacitor 19 - left facing capacitor 19 - point 60 - n Dzar projectile loader thyristor 50 - bus 45, the closing signal recharging dnyh thyristors 49 and 50 identical to the signal to switch the switching thyristor 10.

При работе катодного плеча фазы А и необходимости подзар дить конденсатор 19 обратной пол рностью подаютс  сигналы на включение тиристоров подзар да 47 и 48, сигнал на включение .которых идентичен сигналу на включение коммутирующего тиристора 7.During the operation of the cathode arm of phase A and the need to recharge the capacitor 19 with reverse polarity, signals are sent to turn on thyristors of charge charge 47 and 48, the turn-on signal of which is identical to the turn-on signal of the switching thyristor 7.

При этом дроссель 46, включенньй в шину 44, ограничивает скорость нарастани  тока d тиристоров 47- 50 (51-54 и 55-58) в цепи подзар да коммутирующего конденсатора 19 (20 и 21). А конденсатор 67, включенный- между шинами 44 и 45, обеспечивает сглаживание пульсаций в сети подзар да , т.е. на шинах 44 и 45. Кроме того, дл  предотвращени  холостого хода трансформаторов 22-24 тока между шинами 44 и 45 установлен резистор 68, предназначенный дл  ограничени  максимального значени  напр жени  на шинах 44 и 45.At the same time, the choke 46, which is connected to the bus 44, limits the rate of increase of the current d of thyristors 47-50 (51-54 and 55-58) in the charging circuit and the switching capacitor 19 (20 and 21). And the capacitor 67, switched on between buses 44 and 45, provides smoothing of the pulsations in the charging network, i.e. tires 44 and 45. In addition, a resistor 68 is installed between tires 44 and 45 to prevent idle run of current transformers 22-24 to limit the maximum voltage on buses 44 and 45.

Таким образом, предлагаема  схема инвертора посто нно обеспечиваетс  возможностью дополнительного под- зар да коммутирующих конденсаторовThus, the proposed inverter circuit is constantly provided with the possibility of additional charging of switching capacitors.

9494

19-21 независимо отсосто ни  источника питани  самогоинвертора, что позвол ет тюсто нноиметь услови  надежной коммутацииинвертора.19–21 independently of the power source of the inverter itself, which allows us to have reliable switching conditions of the inverter.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Трехфазный инвертор напр жени , содержащий подключенные к входнымA three-phase voltage inverter containing connected to the input выводам конденсатор фильтра, трехфазный мост гл авных тиристоров, за- шунтированных обратными диодами, выводы переменного тока которого соединены с целью нагрузки и с однимиto the terminals of the filter capacitor, a three-phase bridge of main thyristors shunded by reverse diodes, the AC terminals of which are connected for the purpose of the load and with one выводами конденсаторов коммутирующих цепей, другие выводы которых соединены с выводами переменного тока трехфазного моста коммутируюш х тиристоров , основные пофазные пары последовательно соединенных подзар дныхthe terminals of the capacitors of the switching circuits, the other terminals of which are connected to the terminals of the alternating current of the three-phase bridge commuting thyristors, the main phase pairs of series-connected charging тиристоров, а также блок управлени , отличающийс  тем, что, с целью повьшени  надежности работы путем дополнительного подзар да коммутирующих конденсаторов, он снабжен дросселем, дополнительными пофазны- ми парами последовательно соединенных подзар дных тиристоров, образзта- щих мосты с основными пофазными парами , подзар дных тиристоров, и дополнительными подзар дными однофазными мостами диодов, к диагонали переменного тока каждого из которых присоединена вторична  обмотка одногоthyristors, as well as a control unit, characterized in that, in order to increase the reliability of operation by additional charging of switching capacitors, it is equipped with a choke, additional phase-pair pairs of series-connected charge thyristors, which form bridges with main phase pairs, of phase capacitors thyristors, and additional recharge single-phase diode bridges, each of which is connected to the diagonal of alternating current with a secondary winding of one из введенных трансформаторов тока с первичной обмоткой, включенной в соответствующую фазу цепи нагрузки, а их вьшоды посто нного тока объединены и зашунтированы введенными конденсатором и резистором и подключены через дроссель к объединенным диагонал м посто нного тока образованных мостов подзар дных тиристоров, управл ющие электроды которых соединеныof the injected current transformers with the primary winding included in the corresponding phase of the load circuit, and their dc outputs are combined and shunted by an injected capacitor and a resistor and connected via a choke to the combined diagonal and dc current of the created thyristor bridges whose control electrodes are connected с формирователем подзар дных импульсов , введенным в блок управлени , один вход которого присоединен к выходу датчика входного тока, а другой вход - к выходу датчика входного напр жени .with a charging pulse shaper inserted into the control unit, one input of which is connected to the output current sensor input, and the other input to the output voltage input sensor. JL nJl n О SO т zm sso iso svo взо i2o gto зл.аэAbout SO t zm sso iso svo wzo i2o gto zl.ae Фаг.ЗPhage.Z Составитель А.Рухман Редактор И.Шулла Техред Н.Глущенко Корректор Г. РешетникCompiled by A.Rukhman Editor I.Shulla Tehred N.Glushchenko Proofreader G. Reshetnik Заказ 2525/52 Тираж 660ПодписноеOrder 2525/52 Circulation 660 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г, Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4