SU940272A1 - Device for control of three-phase rectifier of frequency converter - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  управлени  тиристорами выпр мител  высокочастотного преобразовател  и дл  его защиты.The invention relates to electrical engineering and can be used to control the thyristors of the rectifier of the high frequency converter and to protect it.

Известны устройства управлени  трехфазным выпр мителем, в которых синхронизаци  с питаемой сетью осуществл етс  при помощи диодного или транзисторного коммутатора в момент перехода напр жени  сети через нуль О 3 или в моменты естественной коммутации .Three-phase rectifier control devices are known in which synchronization with the mains supply is effected with the aid of a diode or transistor switch at the time when the network voltage passes through a zero O 3 or at natural switching points.

Недостатком этих- устройств  вл етс  потребление большой мощности диодными коммутаторами и потребность в понижающем трансформаторе в транзисторах коммутаторах, а также отсутствие точной синхронизации момента прохождени  напр жени  сети через ноль.The disadvantage of these devices is the consumption of high power by diode switches and the need for a step-down transformer in the transistors switches, as well as the lack of accurate synchronization of the time when the network voltage passes through zero.

Наиболее близк по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство одноканальной системыThe closest in technical essence to the present invention is a device of a single-channel system.

т1равлени  трехфазнь 1 выпр мителем, содержащее нагруженный на резистор неуправл емый выпр митель, выполненный на диодах и содержащий вспомогательные диоды, генератор пилообраз- i ного напр жени  с источником питани , подключенным через фазосдвигающий блок и промежуточный формирователь импульсов с импульсными трансформаторами выходного усилител  импульсов ГзД.A three-phase rectifier 1 rectifier containing an uncontrolled rectifier loaded on a resistor, made on diodes and containing auxiliary diodes, a sawtooth voltage generator with a power source connected through a phase-shifting unit and an intermediate pulse shaper with pulse transformers of an output pulse voltage amplifier.

10ten

Недостатки известного устройства заключаютс  в больших потер х в нагрузочном резисторе неуправл емого выпр мител  и достаточно больших габаритах пиковых трансформаторов, а также в наличии сложного выходного усилител , представл ющего собой шести чейковое распределительно-усилительное устройство, к тому же неспособное формировать подтвершдающие импульсы управлени , подаваемые на тиристоры выпр мител . Цель изобретени  - упрощение устройства и повышение надежности его работы. Поставленна  цель достигаетс  тем, что дл  упрощени  оно снабжено резис торами, блокирующими конденсаторами, диодами, транзисторными и тиристорными оптронами, входы которых включены попарно последовательно с диодами неуправл емого выпр мител  и шунтированы встречно включенными с ними вспомогательными диодами, причем выходы транзисторных оптронов подключены через дополнительные резисторы к источнику питани  генератора пилооб-: разного напр жени  и к блокирующим конденсаторам через параллельно включенные диод и резистор, подключенные ко входу генератора пилообразного напр жени , а выходы тиристорных оптронов подключены к импульсным трансформаторам выходного усилител . На чертеже представлена электрическа  схема устройства. Устройство содержит неуправл емый выпр митель, состо щий из диодов 1-6 и нагруженный на резистор 7- Кроме того, выпр митель состоит из транзисторных 8-f3 и.тиристорных оптроновIl-IS входы которых включены попарно последовательно в ветви неуправл е мого выпр мител  и шунтированы встреч ными диодами 20-25. При этом выходы транзисторных оптронов 8-13 дополнительные резисторы 26-31 подключены к источнику питани  генератора 32 пилообразного напр жени  и к блокирую щим конденсаторам через параллельно включенные диод 39 и резистор jO, которые в свою очередь подключены ко входу генератора 32 пилообразного напр жени , выход которого св зан через фазосдвигающее устройство 41 и промежуточный формирователь k2 импуль сов с входом выходного усилител  43, питаемого от высокочастотного блока 4 инвертора 45 преобразовател . В свою Ъчередь, выходы тиристорных оптронов 14-19 включены в цепь импульсных трансформаторов 46-51 выходного усилител  43, вторичные обмотки которых подсоединены к управл ющимThe disadvantages of the known device are the large losses in the load resistor of the uncontrolled rectifier and the sufficiently large dimensions of the peak transformers, as well as the presence of a complex output amplifier, which is a six-cell distribution amplifier, besides being unable to generate confirmatory control pulses supplied thyristor rectifier. The purpose of the invention is to simplify the device and increase the reliability of its operation. The goal is achieved by the fact that, for simplicity, it is equipped with resistors, blocking capacitors, diodes, transistor and thyristor optocouplers, the inputs of which are connected in pairs with the unmanaged rectifier diodes and shunted by auxiliary diodes connected with them, and the outputs of the transistor optometers are connected through additional resistors to the power source of the generator saw-power supply: of different voltage and to the blocking capacitors through a parallel-connected diode and resistor, connected To the input of the sawtooth generator, the outputs of the thyristor optocouplers are connected to the pulse transformers of the output amplifier. The drawing shows the electrical circuit of the device. The device contains an unregulated rectifier consisting of diodes 1-6 and loaded on a resistor 7- In addition, the rectifier consists of transistor 8-f3 and thyristor optrons Il-IS whose inputs are included in pairs in series in the branches of the uncontrolled rectifier and shunted by opposite diodes 20–25. At the same time, the outputs of the transistor optocouplers 8-13 additional resistors 26-31 are connected to the power supply of the generator 32 of the sawtooth voltage and to the blocking capacitors through a parallel-connected diode 39 and resistor jO, which in turn are connected to the input of the generator 32 of the sawtooth voltage, output which is connected via a phase shifter 41 and an intermediate shaper k2 pulses to the input of an output amplifier 43 fed from a high-frequency unit 4 of the inverter 45 of the converter. In turn, the outputs of the thyristor optocouplers 14-19 are included in the circuit of the pulse transformers 46-51 of the output amplifier 43, the secondary windings of which are connected to the control

переходам тиристоров управл емого выпр мител  52.thyristor transitions of a controlled rectifier 52.

Claims (3)

Шунтирование светодиодов встречными диодами 20-25 и включение в цепь коммутации неуправл емого вьпр мител  диодов 1-6 позвол ет использовать светодиоды с пониженным обратным напачки импульсов поступают на выходной усилитель ВУ 43, где, усилива сь, высокочастотные пачки импульсов поступают через импульсные трансформаторы 46-51 и фототиристоры 14-13 на управл ющие переходы тиристоров выпр мител  52. Причем благодар  синхропр жением без понижающего трансформч тора. Устройство работает следующим образом . С момента естественной коммутации через каждую пару последовательно сое диненных светодиодов 8 и 14, 9 и 15, 10 и 16, 11 и 17, 12 и 18, 13 и 19 протекают импульсы тока длительность, равной 1/3 периода питающей сети, с интервалом следовани , равным периоду и амплитудой определ емой сопротивлением нагрузочного резистора (которое раза в три больше, чем в известных устройствах). Причем очередна  пара светодиодов и, соответственно, их фотополупроводниковые элементы вступают в работу относительно предыдущей пары со смещением, равным 1/6 периоПри этом каждый блокирующий конденсатор .предварительно зар женный в интервале непроводимости светодиодов и их фототранзисторов 2/3 периода по цепи: Е генератора 32 пилообразного напр жени  - соответствующие резисторы 26-31 конденсатор 33-38 - Е генератора 32 (ГПН) пилооб разного напр жени ,разр жаетс  на резистор 40 через соответствующие фот тотранзисторы 8-13 в момент его отпирани , т.е. в момент естественной коммутации соответствующих светодиодов 8-13 неуправл емого выпр мител . В результате на входе ГПН 32 по вл ютс  короткие импульсы с интервалом в 1/6 периода, синхронизированные с моментом естественной коммутации неуправл емого выпр мител . Сформированное на выходе ГПН 32 пилообразное напр жение с частотой 300 Гц поступает на фазосдвигающее устройство (ФУ) 39 Р котором определ етс  момент подачи импульса управлени  в соответствии с сигналами синхронизации и управлени . Сигнал с ФУ 41 поступает на вход промежуточного формировател  импульсов (ПФИ) 42, осуществл ющего формирование высокочастотных пачек широких импульсов. обеспечивающих подтверждающие импульсы . С выхода ПФИ 42 высокочастотные низированному отпиранию фототиристо .ров выходные импульсы поступаю лишь на те тиристоры управл емого вы пр мител  52, на которых в данный момент положительное напр жение. Таким образом, в предлагаемом изобретении исключаютс  специальные пиковые трансформаторы - относительно большие по габаритам и трудоемкие в изготовлении - и сложное шести мей новое усилительно-распределительное устройство. Задачу усилени  импульсов управле ни  может выполн ть в данном устройстве выходной усилитель на одном транзисторе. Все это значительно упрощает систему управлени  трехфазным выпр мителем. Увеличение сопротивлени  нагрузоч ного резистора 7 уменьшает мощность потерь в резисторе, и, соответственно , подогрев устройства управлени , что в конечном счете повышает надежность устройства. На управл ющие переходы тиристоро управл емого выпр мител  только в ин .тервале их проводимости подаютс  высокочастотные пачки импульсов, обеспе чивающие подтверждающие импульсы,что значительно повышает надежность работы выпр мител  ипозвол ет ему работать в режимах прерывистого тока. Формула изобретени  Устройство дл  управлени  трехфазным выпр мителем преобразовател  частоты , содержащее нагруженный на резистор неуправл емый выпр митель, выполненный на диодах и содержащий вспомогательные диоды, генератор пилообразного напр жени  с источником питани , подключенный через фазосдвигающий блок и промежуточный формирователь импульсов к импульсному трансформатору выходного усилител  импульсов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности и упрощени , оно снабжено резисторами, блокирующими конденсаторами, диодами, транзисторными и тиристорными оптронами , входы которых включены попарнс последовательно с диодами неуправл емого выпр мител  и шунтированными встречно включенными с ними вспомогательными диодами, причем выходы транзисторных оптронов подключены че рез дополнительные резисторы к источнику питани  генератора пилообразного напр жени  и к блокирующим конденсаторам через параллельно включенные диоды и резистор, подключенные к ВХОДУ генератора пилообразного напр жени , а выходы тиристорных оптронов подключены к импульсным трансформаторам выходного усилител . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Писарев А.Л., Деткин Л.П. Управление тиристорными преобразовател ми. М., Энерги , 1975, с. 30-35, 67-72. The shunting of LEDs by counter diodes 20–25 and the inclusion of uncontrolled power diodes 1–6 in the switching circuit allows the use of LEDs with a reduced reverse pulse packet to the WU 43 output amplifier, where, amplified, high-frequency bursts of pulses enter through pulse transformers 46- 51 and photo thyristors 14–13 for thyristor control transients of the rectifier 52. Moreover, due to synchronization without the downconverter. The device works as follows. From the moment of natural commutation, each pair of successively connected LEDs 8 and 14, 9 and 15, 10 and 16, 11 and 17, 12 and 18, 13 and 19 are pulsed with a current duration equal to 1/3 of the power supply period, with a following interval equal to the period and the amplitude determined by the resistance of the load resistor (which is three times more than in known devices). Moreover, the next pair of LEDs and, accordingly, their photosemiconductor elements come into operation relative to the previous pair with an offset equal to 1/6 of the period. Each blocking capacitor that is pre-charged in the nonconductivity interval of the LEDs and their phototransistors is 2/3 of the circuit period: E of generator 32 sawtooth voltage - the corresponding resistors 26-31, capacitor 33-38 - E of the generator 32 (FPG) saw voltage is discharged to the resistor 40 through the corresponding phototransistors 8-13 at the time of its unlocking , Ie at the time of the natural switching of the corresponding LEDs 8-13 unmanaged rectifier. As a result, short pulses with an interval of 1/6 of the period, synchronized with the moment of natural switching of the unmanaged rectifier, appear at the input of the FPG 32. A sawtooth voltage with a frequency of 300 Hz formed at the output of the FPG 32 is fed to a phase-shifting device (FU) 39 which determines the time when the control pulse is fed in accordance with the synchronization and control signals. The signal from the FU 41 is fed to the input of an intermediate pulse generator (PFI) 42, which generates high-frequency packs of wide pulses. providing confirmatory impulses. From the output of the PFI 42 high-frequency, low-level unlocking of the photo thyristor, output pulses are sent only to those thyristors of the controlled voltage 52, on which there is a positive voltage at the given moment. Thus, in the present invention, special peak transformers — relatively large in size and labor-intensive to manufacture — and a complex six-way new amplifying-distribution device are excluded. The task of amplifying the control pulses can be performed in this device by an output amplifier on a single transistor. All this greatly simplifies the three-phase rectifier control system. Increasing the resistance of the load resistor 7 reduces the power loss in the resistor, and, accordingly, heats the control device, which ultimately increases the reliability of the device. High-frequency bursts of pulses are supplied to the control transitions of the thyristor-controlled rectifier only in the in- terval of their conductivity, which provide confirmatory pulses, which significantly increases the reliability of the rectifier and allows it to operate in discontinuous-current modes. The invention is a device for controlling a three-phase rectifier of a frequency converter, containing an uncontrolled rectifier loaded on a resistor, made on diodes and containing auxiliary diodes, a sawtooth voltage generator with a power source, connected through a phase-shifting unit and an intermediate pulse shaper to a pulse transformer of an output pulse amplifier , characterized in that, in order to increase reliability and simplification, it is equipped with resistors that block capacitors and diodes, transistors and thyristors optocouplers, the inputs of which are incorporated poparns series with the diodes an uncontrolled rectifier and a shunt counter included with them the auxiliary diodes, the outputs transistor photocouplers connected Th Res additional resistors to generator power source ramp voltage and a blocking capacitor across parallel-connected diodes and a resistor connected to the INPUT of the sawtooth generator, and the outputs of the thyristor optocouplers are connected to a pulse th amplifier output transformers. Sources of information taken into account in the examination 1. AL Pisarev, L. Detkin. Control thyristor converters. M., Energie, 1975, p. 30-35, 67-72. 2.Авторское свидетельства СССР № 603089, кл. Н 02 Р 13/16, 1976. 2. USSR author's certificate number 603089, cl. H 02 R 13/16, 1976. 3.Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 02 Р 13/16, 1975.3. USSR author's certificate №, cl. H 02 R 13/16, 1975.