Система формирования импульсов управления выпрямительно-инверторного преобразователя
Полезная модель относится к преобразовательной технике и может быть использована в преобразователях напряжения энергосистем для питания тяговых электродвигателей электровозов. Выпрямительно-инверторный преобразователь содержит плечо 1 катодной группы, плечо 2 анодной группы, плечо 3 катодной группы, плечо 4 анодной группы выпрямителя, шину 5 переменного напряжения питающей сети, к которой подключены соединенные анодами тиристоры плеча 1 и соединенные катодами тиристоры плеча 2, шину 6 переменного напряжения питающей сети, к которой подключены соединенные анодами тиристоры плеча 3 и соединенные катодами тиристоры плеча 4, минусовую шину 7, к которой подключены соединенные анодами тиристоры плеча 2 и плеча 4, плюсовую шину 8, к которой подключены соединенные катодами тиристоры плеча 1 и соединенные катодами тиристоры плеча 3, клеммы управления 37, 38, 39, 40 соединены с блоками формирования импульсов 33, 34, 35, 36, которые подключены к первичным обмоткам трансформаторов 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 непосредственно соединенных через встречно включенные разделительные диоды 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32 по первичной стороне для каждого плеча 1, 2, 3, 4 соответственно, а вторичной стороной через блок согласования половины плеча 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 к катоду и управляющему электроду каждого тиристора плеча 1, 2, 3, 4 соответственно.
Полезная модель относится к преобразовательной технике и может быть использована в преобразователях напряжения энергосистем для питания тяговых электродвигателей электровозов.
Известен однофазный мостовой управляемый выпрямительно-инверторный преобразователь, плечи которого содержат последовательно-параллельно включенные тиристоры, анодные группы плеч выпрямителя соединены между собой и подключены к минусовому выводу (клемме), катодные группы плеч выпрямителя подключены непосредственно (раздельно друг от друга) к плюсовому выводу (клемме), тиристоры, соединенные анодами одного из плеч катодной группы выпрямителя, соединены с тиристорами, соединенными катодами одного из плеч анодной группы выпрямителя, и подключены к одной из клемм переменного напряжения питающей сети, а тиристоры, соединенные анодами другого плеча катодной группы выпрямителя, соединены с тиристорами, соединенными катодами другого плеча анодной группы выпрямителя, и подключены к другой клемме переменного напряжения питающей сети. Управление тиристорами каждой половины плеча осуществляется системой управления электровоза с помощью блоков формирования импульсов, подключенных к первичным обмоткам трансформаторов, непосредственно соединенных по первичной стороне для каждого плеча, а вторичной стороной подключенных через блок согласования к катоду и управляющему электроду каждого тиристора [1].
Недостатком данного выпрямительно-инверторного преобразователя является возможность взаимовлияния тиристоров первого плеча, воздействующих на управляющие электроды тиристоров второго плеча, и третьего плеча - на четвертое плечо посредствам возникновения распределенного падения напряжения на шинах переменного тока в местах подключения тиристоров соответствующих плеч при протекании через шины токов с высоким di/dt, воздействующих через цепи управления плеча и общие цепи соединений тиристоров первого плеча со вторым плечом и третьего плеча с четвертым плечом подключенных к питающей сети переменного напряжения, при работе в режиме рекуперативного торможения на электровозах. В результате чего происходит ложное включение тиристоров второго плеча от инверторной коммутации первого плеча, и четвертого плеча - от инверторной коммутации третьего плеча в нерабочий полупериод переменой питающей сети. В связи с этим происходят броски тока якоря ТЭД (тягового электродвигателя) и, следовательно, резкое увеличение силы торможения (рывки подвижного состава).
Задача полезной модели - устранение ложных включений тиристоров второго плеча от инверторной коммутации первого плеча, и четвертого плеча - от инверторной коммутации третьего плеча в нерабочий полупериод переменой питающей сети в режиме рекуперативного торможения выпрямительно-инверторного преобразователя.
Поставленная задача достигается тем, что однофазный мостовой управляемый выпрямительно-инверторный преобразователь, плечи которого содержат последовательно-параллельно включенные тиристоры, анодные группы плеч выпрямительно-инверторного преобразователя соединены между собой и подключены к минусовому выводу (шине), катодные группы плеч выпрямителя подключены непосредственно (раздельно друг от друга) к плюсовому выводу (шине), управляемый системой управления электровоза с помощью блоков формирования импульсов, подключенных к первичным обмоткам трансформаторов, непосредственно соединенных по первичной стороне для каждого плеча, а вторичной стороной подключенных через блок согласования к катоду и управляющему электроду каждого тиристора, причем первичные обмотки трансформаторов соединены через встречно включенные разделительные диоды.
На Фиг.1 представлена схема предлагаемого выпрямителя.
Выпрямительно-инверторный преобразователь содержит плечо 1 катодной группы, плечо 2 анодной группы, плечо 3 катодной группы, плечо 4 анодной группы выпрямителя, шину 5 переменного напряжения питающей сети, к которой подключены соединенные анодами тиристоры плеча 1 и соединенные катодами тиристоры плеча 2, шину 6 переменного напряжения питающей сети, к которой подключены соединенные анодами тиристоры плеча 3 и соединенные катодами тиристоры плеча 4, минусовую шину 7, к которой подключены соединенные анодами тиристоры плеча 2 и плеча 4, плюсовую шину 8, к которой подключены соединенные катодами тиристоры плеча 1 и соединенные катодами тиристоры плеча 3, клеммы управления 37, 38, 39, 40 соединены с блоками формирования импульсов 33, 34, 35, 36, которые подключены к первичным обмоткам трансформаторов 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 непосредственно соединенных через встречно включенные разделительные диоды 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32 по первичной стороне для каждого плеча 1, 2, 3, 4 соответственно, а вторичной стороной через блок согласования половины плеча 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 к катоду и управляющему электроду каждого тиристора плеча 1, 2, 3, 4 соответственно.
Выпрямительно-инверторный преобразователь работает следующем образом. Для питания тяговых двигателей электровоза в режиме тяги, Выпрямительно-инверторный преобразователь выпрямляет однофазное переменное напряжение в постоянное, при этом работают плечо 1, блок формирования импульсов 33, блок согласования половины плеча 9, 10, трансформаторы 17, 18, диоды 25, 26 и плечо 4, блок формирования импульсов 35, блок согласования половины плеча 13, 14 и трансформаторы 21, 22, диоды 29, 30 или плечо 2, блок формирования импульсов 34, блок согласования половины плеча 19, 20, трансформаторы 11, 12, диоды 27, 28 и плечо 3, блок формирования импульсов 36, блок согласования половины плеча 15, 16 и трансформаторы 23, 24, диоды 31, 32 поочередно.
В режиме рекуперативного торможения выпрямительно-инверторный преобразователь работает следующим образом. ТЭД переводится в генераторный режим сменой полярности на обмотке его возбуждения, и на шинах 7 и 8 изменяется полярность, при этом ток рекуперации передается в питающую сеть от ТЭД через плечи 1 и 4 или 3 и 2 выпрямителя, и выпрямитель работает в инверторном режиме.
Сигналы управления тиристорами каждой половины плеча 1, 2, 3, 4 подаются через клеммы 37, 38, 39, 40 на блоки формирования импульсов 33, 34, 35, 36, которые формируют импульсы управления и передают их на первичные обмотки трансформаторов 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, непосредственно соединенными через встречно включенные разделительные диоды 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, которые блокируют взаимовлияния тиристоров плеча 1, воздействующих на управляющие электроды тиристоров плеча 2, и плеча 3 - на плечо 4 посредствам возникновения распределенного падения напряжения на шинах 5, 6 в местах подключения тиристоров соответствующих плеч при протекании через шины токов с высоким di/dt, сигналы управления с вторичной стороны трансформаторов 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 передаются через блоки согласования половины плеча 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 к катоду и управляющему электроду каждого тиристора плеча 1, 2, 3, 4 соответственно.
Таким образом, в предложенном выпрямительно-инверторный преобразователе с встречно включенными разделительными диодами исключается возможность ложных включений тиристоров второго плеча от инверторной коммутации первого плеча, и четвертого плеча - от инверторной коммутации третьего плеча в нерабочий полупериод переменой питающей сети в режиме рекуперативного торможения выпрямительно-инверторного преобразователя.
Источники информации:
1. Технические условия ТУ 16-93 ИЖРФ.435511.041 ТУ
Преобразователь ВИП-5600 УХЛ2
ИЖРФ.435511.041 Э3 Схема электрическая принципиальная
Система формирования импульсов управления выпрямительно-инверторного преобразователя (однофазный мостовой управляемый выпрямительно-инверторный преобразователь), плечи которого содержат последовательно-параллельно включенные тиристоры, анодные группы плеч выпрямительно-инверторного преобразователя соединены между собой и подключены к минусовому выводу (шине), катодные группы плеч выпрямителя подключены непосредственно (раздельно друг от друга) к плюсовому выводу (шине), управляемого системой управления электровоза с помощью блоков формирования импульсов, подключенных к первичным обмоткам трансформаторов, непосредственно соединенных по первичной стороне для каждого плеча, а вторичной стороной подключенных через блок согласования к катоду и управляющему электроду каждого тиристора, отличающаяся тем, что первичные обмотки трансформаторов соединены через встречно включенные разделительные диоды.
