Устройство 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 61, 62, 63, 64 соединены с блоками формирования импульсов 57, 58, 59, 60, которые подключены к первичным обмоткам трансформаторов 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56 непосредственно соединенных по первичной стороне для каждого плеча 1, 2, 3, 4 соответственно, а вторичные обмотки стороной через блоки согласования 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 к катодам и управляющим электродам каждого тиристора плеч 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 тири-сторами, 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 осуществляется системой управления электровоза с помощью блоков формирования импульсов, подключенных к первичным обмоткам трансформаторов, непосредственно соединенных по первичной стороне для каждого плеча, вторичные обмотки, которых подключены через блоки согласования к катодам и управляющим электродам тиристора [1][2].

Недостатком данного выпрямительно-инверторного преобразователя является возможность взаимовлияния тиристоров первого плеча, воздействующих на управляющие электроды тиристоров второго плеча, и третьего дения напряжения на шинах переменного тока в местах подключения тири-сторов 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 инвертор-ной 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 на вторичной стороне трансформатора катод и управляющий электрод каждого тиристора через блок согласования подключается к отдельной обмотке трансформатора.

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 61, 62, 63, 64 соединены с блоками формирования импульсов 57, 58, 59, 60, которые подключены к первичным обмоткам трансформаторов 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56 непосредственно соединенных по первичной стороне для каждого плеча 1, 2, 3, 4 соответственно, а вторичной стороной через блоки согласования 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 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 57, блоки согласования 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 трансформаторы 49, 50 и плечо 4, блок формирования импульсов 59, блоки согласования 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 и трансформаторы 53, 54 или плечо 2, блок формирования импульсов 58, блоки согласования 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, трансформаторы 51, 52 и плечо 3, блок формирования импульсов 60, блоки согласования 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 и трансформаторы 55, 56 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 61, 62, 63, 64 на блоки формирования импульсов 57, 58, 59, 60, которые формируют импульсы управления в заданные моменты времени и передают их на первичные обмотки трансформаторов 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, которые передаются на вторичные обмотки трансформаторов и через блоки согласования подаются на управляющий электрод каждого тиристора. Предложенная схема управления тиристорами через отдельные обмотки трансформаторов блокируют взаимовлияния тиристоров плеча 1, воздействующих на управляющие электроды тиристоров плеча 2, и плеча 3 - на плечо 4 посредством подключения каналов и управляющих электродов тиристоров к отдельным вторичным обмоткам трансформаторов.

Таким образом, в предложенном выпрямительно-инверторный преобразователе 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. Патент РФ 54473 «Силовой полупроводниковый выпрямительно-инверторный преобразователь для транспортного средства» опубл. 27.06.2006 г.

2. Технические условия ТУ 16-93 ИЖРФ.435511.041 ТУ Преобразователь ВИП-5600 УХЛ2 ИЖРФ.435511.041Э3 Схема электрическая принципиальная

Устройство формирования импульсов управления выпрямительно-инверторного преобразователя, 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, отличающееся тем, что катод и управляющий электрод каждого тиристора подключаются к своим отдельным вторичным обмоткам трансформаторов.