SU1758809A1 - Independent current inverter - Google Patents
Independent current inverter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1758809A1 SU1758809A1 SU904800736A SU4800736A SU1758809A1 SU 1758809 A1 SU1758809 A1 SU 1758809A1 SU 904800736 A SU904800736 A SU 904800736A SU 4800736 A SU4800736 A SU 4800736A SU 1758809 A1 SU1758809 A1 SU 1758809A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- thyristors
- diodes
- thyristor
- switching
- chains
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к преобразовательной уехнике и может быть использовано в тиристорных преобразовател х частоты, предназначенных дл питани асинхрон4 ных т говых двигателей электропоездов посто нного и переменного тока. Цель изобретени - повышение надежности путем гарантированного восстановлени вентильных свойств тиристоров в процессе коммутации . Устройство содержит главные тиристоры (Т) 5-10, перезар дные Т 22, 23 и коммутирующие Т 24, 25. Ускорительные Т 26, 27 соединены с мостом распределительных диодов 14-19. Т 22-27 зашунтированы цепочками из диодов 28-35, 40-43, соединенных с конденсаторами 36-39, 44, 45. Конденсаторы могут зар жатьс в направлении , согласном с направлением включени тиристоров, до напр жени , равного падению напр жени на диодах. 3 ил. СО СThe invention relates to a converter equipment and can be used in thyristor frequency converters designed to power asynchronous traction motors of direct and alternating current electric trains. The purpose of the invention is to increase reliability by ensuring the restoration of valve properties of thyristors in the switching process. The device contains main thyristors (T) 5-10, recharged T 22, 23 and commuting T 24, 25. Accelerator T 26, 27 are connected to the bridge distribution diodes 14-19. T 22-27 are shunted by chains of diodes 28-35, 40-43 connected to capacitors 36-39, 44, 45. Capacitors can be charged in a direction consistent with the direction of the thyristors turned on, up to a voltage equal to the voltage drop on the diodes . 3 il. WITH S
Description
vj слvj cl
0000
соwith
оabout
юYu
NDND
Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано в тиристорных преобразовател х частоты, предназначенных дл питани асинхронных т говых двигателей (АТД) электропоездов посто нного и переменного тока, а также дл питани АТД общепромышленных механизмов.The invention relates to converter technology and can be used in thyristor frequency converters intended for powering induction traction motors (ATD) of direct and alternating current electric trains, as well as for powering ADT of general industrial mechanisms.
Цель изобретени - повышение надежности путем гарантированного восстановлени вентильных свойств тиристоров в процессе коммутации.The purpose of the invention is to increase reliability by ensuring the restoration of valve properties of thyristors in the switching process.
На фиг.1 дана принципиальна схема силовых цепей автономного инвертора тока; на фиг.2 - диаграмма импульсов управлени , по сн юща принцип действи предлагаемого устройства и процесс преобразовани посто нного напр жени в трехфазное переменное; на фиг.З - диаграмма токов и напр жений, по сн юща принцип действи и электромагнитные процессы, происход щие в устройстве.Figure 1 is a schematic diagram of the power circuits of an autonomous current inverter; Fig. 2 is a control pulse diagram explaining the principle of operation of the proposed device and the process of converting a DC voltage to a three-phase AC; Fig. 3 is a diagram of currents and voltages, explaining the principle of operation and electromagnetic processes occurring in the device.
Автономный инвертор тока (фиг.1) содержит шины посто нного тока 1 и 2 дл подключени к источнику питани 3, сглаживающий реактор 4, подсоединенный к шине источника питани , трехфазный мост главных тиристоров 5-10, подсоединенный выводами посто нного тока к выводу сглаживающего реактора 4 и к шине посто нного тока 2, а выводами переменного тока к трехфазной нагрузке 11,12,13(где 11 -фаза А, 12 - фаза В и 13 - фаза С), трехфазный мост распределительных диодов 14-19, подсоединенный выводами переменного тока к выводам переменного тока трехфазного моста главных тиристоров, коммутирующую LC-цепь, состо щую из последовательно включенных коммутирующих конденсатора 20 и реактора 21, два перезар дных тиристора 22 и 23, подсоединенных одними анодом и катодом к анодам и катодам трехфазного моста главных тиристоров и другими анодом и катодом к выводам коммутирующей LC-цепи, коммутирующие тиристоры 24, 25, подсоединенные одними анодом и катодом к анодам и катодам трехфазного моста распределительных диодов и другими анодами и катодами к другому выводу коммути- рующей LC-цепи, ускорительные тиристоры 26,27, подсоединенные соответствующими выводами между выводами посто нного тока трехфазных мостов главных тиристоров и распределительных диодов, цепочки, состо щие из двух диодов 28 и 29,30 и 31,32 и 33,34 и 35, соединенные встречно-последовательно катодами и свободными концами подсоединенные параллельно коммутирующим и перезар днымThe standalone current inverter (FIG. 1) contains DC busbars 1 and 2 for connecting to power supply 3, a smoothing reactor 4 connected to the power supply bus, a three-phase main thyristor bridge 5-10 connected by direct current leads to a smoothing reactor lead 4 and to the DC bus 2, and the AC leads to a three-phase load 11,12,13 (where 11 is a phase A, 12 is phase B and 13 is phase C), a three-phase distribution diode bridge 14-19 connected by AC leads current to AC leads of a three-phase bridge thyristors, a commutating LC circuit, consisting of a series-connected commutating capacitor 20 and a reactor 21, two recharging thyristors 22 and 23 connected by the same anode and cathode to the anodes and cathodes of the three-phase main thyristors and other anode and cathode to the outputs of the commutating LC - circuits, switching thyristors 24, 25, connected by one anode and cathode to the anodes and cathodes of a three-phase bridge distribution diodes and other anodes and cathodes to another output of the switching LC circuit, accelerator thyristors 26,27, connected by the corresponding pins between the direct current pins of the three-phase bridges of the main thyristors and distribution diodes, the chains consisting of two diodes 28 and 29.30 and 31.32 and 33.34 and 35, connected in anti-successive cathodes and free ends connected in parallel to the switching and recharge
тиристорам, конденсаторы 36, 37, 38. 39, одним выводом подсоединенные к общей точке соединени катодов цепочек диодов, а другими концами - к анодам коммутирующих и перезар дных тиристоров, цепочки, состо щие из двух диодов 40 и 41, 42 и 43, соединенных встречно-последовательно анодами и другими свободными концами подсоединенных параллельно ускорительным тиристорам 26 и 27, конденсаторы 44 и 45, одними выводами подсоединенные к общим точкам соединени анодов, а другими выводами - к катодам тиристоров 26 и 27, систему управлени 46, подсоединеннуюthyristors, capacitors 36, 37, 38. 39, one output connected to the common connection point of the cathodes of the diode chains, and the other ends to the anodes of the commuting and rechargeable thyristors, chains consisting of two diodes 40 and 41, 42 and 43 connected opposite anode and other free ends connected in parallel to the accelerator thyristors 26 and 27, capacitors 44 and 45, some of the leads connected to common points of the anodes, and the other leads to the cathodes of the thyristors 26 and 27, the control system 46 connected
своими выходами к входным выводам управлени тиристоров 5-10, 22-27,its outputs to the input terminals of the control thyristors 5-10, 22-27,
Автономный инвертор тока согласно диаграммам фиг.2 и 3 работает следующим образом.Autonomous current inverter according to the diagrams of Fig.2 and 3 works as follows.
Предположим, что на интервале времени tcrti включены тиристоры 8, 9, вследствие чего ток нагрузки протекает от плюса источника питани 3 через шину 1, реактор 4 по цепи 9, фаза С, фаза В, 8, шина 2, минусSuppose that in the time interval tcrti the thyristors 8, 9 are turned on, as a result of which the load current flows from the plus of the power source 3 through bus 1, reactor 4 through circuit 9, phase C, phase B, 8, bus 2, minus
источника питани 3. При этом конденсатор 20 зар жен пол рностью напр жени , указанной на фиг.1. В момент времени ti согласно диаграмме фиг.2, включают тиристоры 22 и 24, вследствие чего конденсатор 20 перезар жаетс по контуру 20, 21, 24, 16, 9, 22, 20, и ток в тиристоре 9 уменьшаетс до нул (фиг.З).power supply 3. In this case, the capacitor 20 is charged with the polarity of the voltage indicated in Fig. 1. At time ti according to the diagram of FIG. 2, the thyristors 22 and 24 are turned on, as a result of which the capacitor 20 is recharged around the circuit 20, 21, 24, 16, 9, 22, 20, and the current in the thyristor 9 decreases to zero (FIG. ).
В момент выключени тиристора 9 ток нагрузки фазы С замыкаетс по цепи: 3, 1,At the moment of turning off the thyristor 9, the load current of phase C is closed along the circuit: 3, 1,
4, 22, 20, 21, 24, 16, фаза С, фаза В, 8, 2, 3, вследствие чего конденсатор 20 перезар жаетс током нагрузки, а к выключаемому тиристору 9 на врем восстановлени вентильных свойств прикладываетс напр жение конденсатора 20.4, 22, 20, 21, 24, 16, phase C, phase B, 8, 2, 3, as a result of which the capacitor 20 is recharged by the load current, and the voltage of the capacitor 20 is applied to the switchable thyristor 9 for the duration of the restoration of the valve properties.
В момент времени t2 с выдержкой времени , равной т, включаетс ускорительный тиристор 26, и коммутирующий конденсатор 20 перезар жаетс в колебательном режиме на противоположную пол рность по контуру 20, 21, 24, 26, 22, 20.At time t2 with a time delay equal to t, the accelerator thyristor 26 is turned on, and the switching capacitor 20 is recharged in the oscillating mode to the opposite polarity along the contour 20, 21, 24, 26, 22, 20.
В момент времени гз напр жение на коммутирующем конденсаторе достигает напр жени входного источника питани 3,At the instant of time r3, the voltage across the switching capacitor reaches the voltage of the input power source 3,
вследствие чего начинаетс процесс спада тока в фазе С и нарастани в фазе А, так как на вход тиристора 5 подан управл ющий импульс. На интервале t3-t4 ток в фазе С спадает до нул и конденсатор 20 зар жаетс до напр жени , превышающего входное напр жение источника 3, При этом тиристоры 22, 26, 24 восстанавливаютс током обратного восстановлени (lrr) по контуру 20, 22, 26, 24, 21, 20. Рассмотрим возможныеas a result, the process of current decline in phase C and growth in phase A begins, since a control pulse is applied to the input of the thyristor 5. In the interval t3-t4, the current in phase C drops to zero and the capacitor 20 is charged to a voltage higher than the input voltage of source 3. At the same time, the thyristors 22, 26, 24 are restored by the reverse recovery current (lrr) along the contour 20, 22, 26 , 24, 21, 20. Consider the possible
варианты сочетани параметров зар довoptions for combining charge parameters
обратного .восстановлени тиристоров: 1)reverse thyristor recovery: 1)
Qrr,22 Qrr.26 Qrr,24; 2) Qrr,24 Qrr,26 Qrr,22;Qrr, 22 Qrr.26 Qrr, 24; 2) Qrr, 24 Qrr, 26 Qrr, 22;
3) Qrr,26 Qrr,24 Qrr,22, где индексами 22, 24, 26 обозначены тиристоры на фиг.1.3) Qrr, 26 Qrr, 24 Qrr, 22, where the subscripts 22, 24, 26 denote the thyristors in FIG.
В первом варианте первым свои вентильные свойства восстанавливает тиристор 24, вследствие чего к нему прикладываетс все обратное напр жение перезар дившегос коммутирующего конденсатора , В результате тиристоры 22 и 26 остаютс без обратного напр жени , необходимого дл восстановлени вентильных свойств. Следует подчеркнуть, что в этом случае в устройстве-прототипе обрываетс цепь протекани обратного тока.In the first variant, the thyristor 24 is restored to its first valve properties, as a result of which all the reverse voltage of the recharging of the switching capacitor is applied to it. As a result, the thyristors 22 and 26 remain without the reverse voltage necessary to restore the valve properties. It should be emphasized that in this case the reverse current flow circuit is interrupted in the prototype device.
В результате при включении в очередной момент коммутации тиристора 23 по цепи коммутирующих тиристоров произойдет короткое замыкание источника питани .As a result, when switching on at the next moment of switching the thyristor 23 along the circuit of switching thyristors, a short-circuit of the power source will occur.
В предлагаемом устройстве при выключении тиристора 24 ток обратного восстановлени тиристора 22 протекает по контуру 20, 22, 26, 28, 39, 21, 20. При выключении тиристора 26 ток обратного восстановлени тиристора 22 протекает по контуру 20, 22, 45, 43, 28, 39, 21, 20.In the proposed device, when the thyristor 24 is turned off, the reverse recovery thyristor 22 current flows along the contour 20, 22, 26, 28, 39, 21, 20. When the thyristor 26 is turned off, the reverse recovery thyristor 22 current flows along the circuit 20, 22, 45, 43, 28 , 39, 21, 20.
Во втором варианте первым выключаетс тиристор 22, вследствие чего в прототипе отсутствует контур дл протекани тока обратного восстановлени тиристоров 26 и 24. В результате при включении в очередной момент коммутации тиристора 25 в устройстве-прототипе происходит короткое замыкание нагрузки по цепи (11, 12, 13), (17-19), 25, 24, 14-16 (11, 12, 13). В предлагаемом устройстве ток обратного восстановлени тиристоров 24, 26 протекает по цепи 20, 33, 37, 26, 24, 21, 20. Затем при выключении тиристора 26, ток обратного восстановлени тиристора 24 протекает по цепи 20,33,37,45, 43, 24, 21, 20. В результате при выключении тиристора 24 к нему прикладываетс обратное напр жение и он восстанавливает свои вентильные свойства за врем , указанное в паспортах на тиристоры.In the second variant, thyristor 22 is first switched off, as a result of which there is no circuit in the prototype for the flow of reverse restoration thyristors 26 and 24. As a result, when the thyristor 25 is switched on at the next switching point 25, the prototype device short-circuits the load (11, 12, 13 ), (17-19), 25, 24, 14-16 (11, 12, 13). In the proposed device, the reverse recovery thyristor 24, 26 current flows through the circuit 20, 33, 37, 26, 24, 21, 20. Then, when the thyristor 26 is turned off, the reverse recovery current of the thyristor 24 flows through the circuit 20,33,37,45, 43 , 24, 21, 20. As a result, when the thyristor 24 is turned off, a reverse voltage is applied to it and it restores its valve properties over the time specified in the thyristor passports.
В третьем варианте вторым свои вентильные свойства восстанавливает тиристор 24, вследствие чего тиристор 26 восстанавливаетс по цепи 20, 33,37,26, 28, 39,21,20.In the third variant, the thyristor 24 restores its valve properties to the second, as a result of which the thyristor 26 is restored along the circuit 20, 33,37,26, 28, 39,21,20.
Дл ограничени коммутационных напр жений , св занных с быстрым спадом токаобратноговосстановлени характеристики диодов выполн ютс лавинными . Например, при приложении к тиристору 22 обратного напр жени , превышающего напр жение лавинообразо- вани диода 32, диод 32 включаетс и всплеск обратного напр жени на тиристоре ограничиваетс на уровне напр жени лавиыообразовани диодов.In order to limit the switching voltages associated with the rapid fall of the current and reverse recovery, the characteristics of the diodes are avalanche. For example, when a reverse voltage is applied to the thyristor 22 exceeding the avalanche voltage of diode 32, diode 32 is turned on and the surge of reverse voltage across the thyristor is limited at the level of diode voltage of the diode.
В очередной момент коммутации (момент времени ts) включаетс перезар дныйAt the next moment of switching (the moment of time ts), the recharge
тиристор 23 и коммутирующий 25, а затем с выдержкой времени гускорительный тиристор 27, вследствие чего выключаетс тиристор 8 фазы В. Электромагнитные процессы в контуре коммутации аналогичны рассмот0 ренным ранее. При этом, если например Qrr,23 Qrr,27 и Qn-,25, то он восстанавливает свои вентильные свойства по контуру 20,21, 30, 36, 44, 40, 23, 20 и т.д.thyristor 23 and commuting 25, and then delayed thyristor 27 with a time delay, as a result of which thyristor 8 of phase B is turned off. Electromagnetic processes in a switching circuit are similar to those considered earlier. At the same time, if for example Qrr, 23 Qrr, 27 and Qn-, 25, then it restores its valve properties along the contour 20.21, 30, 36, 44, 40, 23, 20, etc.
Первоначальный зар д коммутирующе5 го конденсатора до напр жени любой пол рности можно осуществить от отдельного источника зар дного напр жени или от источника питани 3 путем включени перезар дного коммутирующего и главногоThe initial charge of the switching capacitor to the voltage of any polarity can be made from a separate source of charging voltage or from the power source 3 by switching on the rechargeable switching and main
0 тиристоров. Например, дл зар да комден- сатора в исходную пол рность, указанную на фиг.2, включают тиристоры 5, 25, 23, вследствие чего конденсатор зар жаетс по контуру 3, 1, 4, 5, 17, 25, 21, 20, 23, 2, 3.0 thyristors. For example, to charge a compensator to the original polarity indicated in Fig. 2, include thyristors 5, 25, 23, as a result of which the capacitor is charged along circuit 3, 1, 4, 5, 17, 25, 21, 20, 23, 2, 3.
5Следует отметить, что подключение параллельно тиристорам конденсаторов без цепочек диодов не позвол ет решить поставленной задачи, так как конденсаторы выбираютс из услови 5It should be noted that the connection in parallel to the thyristors of capacitors without diode strings does not allow to solve the problem, since the capacitors are chosen from
AQrr (Qг + 3 сгагг) -(Qr-3aQ,r) AQrr (Qg + 3 srgg) - (Qr-3aQ, r)
Г оAbout
7Г7G
AUAU
где Qrr математическое ожидание зар да обратного восстановлени тиристоров: OQn стандартное отклонение; Аи - максимальное напр жение до которого может зар дитьс конденсатор, л могут составить несколько мкФ. При этом в процессе восстановлени вентильных свойств и в процессе коммутации конденсаторы могут зар жатьс в согласном направлении с тиристорами и при включении тиристоров конденсатор без ограничительного резистора может разр жатьс через цепь управл ющего перехода и привести тиристор к выходу из стро . Подключение параллельно тиристорам RC-цепи, в которой резистор выбираетс пор дка 20 Ом и обладает индуктивностью пор дка 0,1 where Qrr is the mathematical expectation of thyristor reverse recovery charge: OQn standard deviation; Au is the maximum voltage to which a capacitor can charge, l can amount to several microfarads. In the process of restoring the valve properties and in the process of switching, the capacitors can be charged in the consonant direction with the thyristors and when the thyristors are turned on, the capacitor without the limiting resistor can be discharged through the control junction circuit and cause the thyristor to fail. Connection parallel to the thyristors of an RC circuit, in which the resistor is selected on the order of 20 ohms and has an inductance of the order of 0.1
Гн 1 не позвол ет ограничить всплескиMr. 1 does not allow bursts to be limited.
коммутационных напр жений и создать контур дл протекани тока обратного вос- становлени . В устройстве (фиг. 1) конденсаторы подключены параллельно диодам, вследствие чего могут зар жатьс в направлении , согласном с направлением включени тиристоров только до напр жени ,switching voltages and to create a loop for the flow of the reverse reconstruction current. In the device (Fig. 1), capacitors are connected in parallel to the diodes, as a result of which they can be charged in a direction consistent with the direction of switching on the thyristors only up to the voltage,
равного 1,5-2 В, т.е. падени напр жени на диодах. Кроме того, указанное подключение конденсаторов исключает затухающий колебательный процесс с одного знака напр жени на другой и обратно и уменьшает вли ние на процесс в контуре коммутации. Таким образом, в устройстве повышаетс надежность за счет ограничени комму- тационныхнапр женийиequal to 1.5-2 V, i.e. voltage drops on the diodes. In addition, the indicated capacitor connection eliminates the damped oscillatory process from one voltage sign to another and vice versa and reduces the effect on the process in the switching circuit. Thus, the device improves reliability by limiting switching voltages and
гарантированного восстановлени вентильных свойств тиристоров,guaranteed restoration of thyristor valve properties,
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904800736A SU1758809A1 (en) | 1990-03-11 | 1990-03-11 | Independent current inverter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904800736A SU1758809A1 (en) | 1990-03-11 | 1990-03-11 | Independent current inverter |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU1683157 Addition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1758809A1 true SU1758809A1 (en) | 1992-08-30 |
Family
ID=21501101
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904800736A SU1758809A1 (en) | 1990-03-11 | 1990-03-11 | Independent current inverter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1758809A1 (en) |
-
1990
- 1990-03-11 SU SU904800736A patent/SU1758809A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство № 1279035, кл. Н02 М 7/515, 1985. Авторское свидетельство № 1683157, кл. Н 02 М 7/515, 1989. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11949348B2 (en) | Bi-directional line-interphase transformer-based converter | |
SU1758809A1 (en) | Independent current inverter | |
RU61964U1 (en) | AUTONOMOUS AGREED RESONANCE INVERTER | |
SU1758802A1 (en) | Static frequency converter | |
SU1203666A1 (en) | Thyristor direct frequency converter with artificial commutator | |
SU1112507A1 (en) | Three-phase thyristor converter with artificial switching | |
SU1524148A1 (en) | Self-excited inverter | |
SU1580505A1 (en) | Direct frequency converter with artificial switching | |
RU2012987C1 (en) | Three-phase voltage inverter | |
SU862337A1 (en) | Ac to dc voltage converter | |
RU1803957C (en) | Autonomous current inverter | |
SU329641A1 (en) | THREE PHASE THYRISTOR INVERTER | |
SU1130994A1 (en) | Self-excited voltage inverter | |
SU1555787A1 (en) | Dc voltage-to-three-phase alternating voltage converter | |
SU1145434A1 (en) | Inverter | |
SU571865A1 (en) | Self-sustained voltage inverter | |
RU1282797C (en) | Serial inverter | |
US4567554A (en) | Static convertor means | |
SU797028A1 (en) | Series self-sustained inverter | |
SU1293807A1 (en) | D.c.voltage-to-three-phase a.c.voltage converter | |
SU756576A1 (en) | Self-sustained series inverter | |
SU915190A1 (en) | Three-phase self-sustained inverter | |
SU1023588A1 (en) | Ac-to-dc converter | |
SU780126A1 (en) | Self-sustained inverter | |
SU767921A1 (en) | High-frequency inverter |