RO101100B1 - Invertor trifazat hibrid - Google Patents

Abstract

Invertorul trifazat hirid se folosește la formarea unui sistem de tensiuni dintr-o tensiune continuă. Soluția adoptată constă în utilizarea, într-o schemă clasică, a tranzistoarelor, in locul tiristoarelor cu catod comun, fapt care asigură eliminarea circuitelor de stingere de tip LC existent în invertoarele complet tiristorizate. înlocuirea tiristoarelor cu catod comun cu tranzistoare oferă invertorului avantajele: - stingerea naturală a tiristoarelor prin scăderea curentului prin ramură sub valoarea curentului de menținere; - eliminarea componentelor cu gabarit ridicat, scumpe, de greutate considerabilă la frecvențe joase și reducerea corespunzătoare a gabaritului; - eliminarea supratensiunilor de comutație și posibilitatea dimensionării componentelor pentru valori inferioare. Datorită soluției adoptate, domeniul de lucru in curentși tensiune al invertorului trifazat hibrid este limitat de parametrii tranzistoarelor, iar frecvența maximă de lucru este limitată de tiristoare.

Description

Invenția se referă Ia un invertor trifazat hibrid, destinat să formeze un sistem trifazat de tensiuni dintr-o tensiune continuă.

Se cunosc invertoare . de tensiune și curent capabile să producă un sistem de tensiuni trifazate, alcătuite , în principal, dintr-un ansamblu de șase sau mai multe tiristoare în punte cu circuite de stingere corespunzătoare.

Aceste invertoare prezintă următoarele dezavantaje:

- existența circuitelor de comutație LC cu gabarit important și scumpe;

- comutația dispozitivelor produc supratensiuni mari, pentru eliminarea acestora fiind necesare circuite de protecție suplimentare sau supradimensionarea dispozitivelor semiconductoare.

Scopul invenției este eliminarea circuitelor de stingere de tip LC, utilizate Ia invertoarele cu tiristoare.

Problema pe care o rezolvă invenția este asigurarea stingerii naturale a tiristoarelor utilizate în invertor.

Invertorul trifazat hibrid, conform invenției, elimină dezavantajele arătate mai sus, prin aceea că este alcătuit din trei brațe identice (punte trifazată), fiecare braț al punții fiind compus dintr-un tiristor protejat printr-un circuit rezistențăcondensator serie, în paralel cu tiristorul, o inductanța. in serie cu tiristorul și o diodă conectată antiparalel cu inductanța și tiristorul, și un tranzistor, protejat printr-un circuit condensator-diodă-rezistor în T, o altă inductanță înseriată cu tranzistorul și o diodă, în antiparalel cu tranzistorul, în paralel cu fiecare inductanță fiind prevăzut nn grup diodă-rezistor.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu figura, cate reprezintă schema electrică a invertorului trifazat hibrid.

Invertorul, potrivit invenției, este constituit din tiristoarele Tn T₃, T_s, elementele de protecție formate din grupuri RC serie Rin <λ; R₃₃, C₃; R-j, C_s; siguranțele fuzibile F_u F₂, F₃, F₄, F₅, F₆, inductanțele de protecție la di/dt, Lj, L₃, L₅, circuite de protecție la apariția tensiunilor de auto inducție, formate din grupuri rezistor-diodă în serie R_l5 D₃; R₃, D₃; R_s, D₅, diodele de închidere a curenților de comutație D_u, D₃₃, D₅₅, tranzistorii T₂, T₄, T₆, diodele de protecție la comutație D₂₂, D^, D₆₆, inductanțele de protecție L₂, L₄, L₆, circuitele de protecție la apariția tensiunilor de autoinducție D₂, R₂₁, D₄, R₄₁, D₆, R₆₁, circuitele complexe condensator-diodă-rezistor de limitare a supratensiunilor pe tranzistoare C₂, ®23s ^22’ θ4» -θ43’ -^42» D$3j Rfij·

Invertorul conform invenției înlătură dezavantajele menționate, prin aceea că elimină circuitele de comutație LC, stingerea dispozitivelor din circuit se face prin scăderea curentului, elimină supratensiunile de comutație și permite utilizarea unei protecții simple, ieftine, inclusiv dimensionarea semiconductoarelor pentru solicitări mai reduse.

Funcționarea invertorului conform invenției este următoarea:

Pentru funcționarea în regim de 120°, invertor cu pauză de curent, considerăm sarcina acestuia ca fiind un sistem de impedanțe ZR, ZS, ZT.

Notația fiind cea din figură, secvența de comutație și conducție este formată din șase tacte: T_rT₂, T₂-T₃, T₃-T₄, T₄-T₅, T₅T₆, T₆-T_l5 apoi secvența se repetă. Presupunem în conducție dispozitivele T₃ (tiristor) și T₂ (tranzistor), curentul se închide de la plus, prin L₂, F_l5 T₂, Z^ Z_t, L₂, F₂, minusul sursei. Pentru a trece la tactul următor de funcționare, se blochează tranzistorul T₂ prin simpla întrerupere a comenzii pe bază, un interval de timp mai mare decît t_q, timpul de revenire al tiristoarelor, urmată de blocarea naturală a acestuia, fapt care conduce Ia blocarea implicită a tiristorului Tj, al cărui curent a scăzut sub valoarea curentului de menținere. Apoi se comandă simultan dispozitivele T₂ și T₃, apoi ciclul de funcționare se continuă, pentru toate testele de funcționare, apoi secvența se repetă.

Pentru funcționare în regim de 180°, invertor fără pauza de curent, considerăm sarcina ca fiind dintr-un sistem de impe101100 clanțe simetrice ZR, ZS, ZT.

Notația fiind cea din figură, secvența de comutație și conducție este formată din șase tacte: T,-T₂-T₃, T₂-T₃-T₄, T₃-T₄T_s, T₄-T_s-T₆, T_s-T₆-T_l5 T₆-T_rT₂, apoi 5 secvența se repetă. Presupunem în con-, ducție dispozitivele T_x-T₃ (tiristoare) și T₂ (tranzistor), curentul se închide de la plus, prin ramurile L_l5 Fj-Tj, Z„ L₃, F₃, T₃, Z_s conectate în paralel și Z_T, L₂, F₂, T₂, 10 minusul sursei. Pentru a trece la tactul următor de funcționare, se blochează tranzistorul T₂ prin simpla întrerupere a comenzii pe baza tranzistorului un interval de timp mai mare decît t_q, timpul de reve- 15 nire al tiristoarelor, urmată de blocarea naturală a acestuia, fapt care conduce la blocarea implicită a tiristoarelor T₂ și T₃, al cărui curent a scăzut sub valoarea curentului de menținere. Apoi, se coman- 20 dă simultan dispozitivele T₂, T₃ și T₄, apoi eiclul de funcționare se continuă, pentru toate testele de funcționare, apoi secvența se repetă.

Inductanțele L_ls L₃, L_s asigură protec- 25 ția tiristoarelor T_l5 T₃, și T₅ la di/dt. Grupurile R_l9 D₂; R₃, D₃; R_s, D_s amortizează tensiunile de autoinducție ce apar pe inductanțele L_l5 L_?, L₅, siguranțele F₂, F₂...F₆ protejează la supracurenti de dura- 30 tă dispozitivele din ramurile respective. Grupurile R_ls D_x; R₃, D₃; R_s, D- protejează tiristoarele de dv/dt. Inductanțele L₂, L₄, L₆ protejează tranzistoarele la vi4 teza de creștere a curentului. Circuitele complexe formate din R₂₁, D₂, R₂₂, D₂₃, C₂; Rin D₄₃, C₄; R₆₁, D₆, R₆₂, D₆₃, C₆ asigură protecția complexă la supratensiuni inverse și directe de comutație. Diodele D_n, D₂₂...D₆₆ asigură comutația dispozitivelor din punte.

Invertorul conform invenției prezintă următoarele avantaje:

- elimină circuitele de comutație de tip LC;

- reduce supratensiunile de comutație;

- necesită componente electronice cu tensiuni inverse (și directe de lucru, la tranzistoare) de lucru mai mici;

- reduce gabaritul instalației.

Claims (1)

1. Revendicare

   Invertorul trifazat hibrid în punte, cu trei brațe identice, caracterizat prin aceea că fiecare braț al punții este format dintr-un tiristor (Ί\), protejat printr-un circuit rezistență-condensator serie (R_n, C₂), în paralel cu tiristorul, o inductanța (L₂), în serie cu tiristolul și o diodă (D_u), conectată antiparalel cu inductanța și tiristolul, și un tranzistor (T₄), protejat printr-un circuit condensator-diodă-rezistor (C₄₁, D₄₃, R₄₂) în T, o altă inductanța (L₄), înseriată cu tranzistorul, și o diodă (D₄₄) în antiparalel cu tranzistorul, în paralel cu fiecare inductanță fiind prevăzut un grup diodă-rezistor (D_v Eli D45 R»l)·