SU1130995A1

SU1130995A1 - Inverter

Info

Publication number: SU1130995A1
Application number: SU833594369A
Authority: SU
Inventors: Александр Алексеевич Березин; Петр Егорович Конченков; Анна Тарасовна Ляляева
Original assignee: Специальное Конструкторское Бюро Ордена Ленина Физико-Технического Института Им.А.Ф.Иоффе
Priority date: 1983-05-24
Filing date: 1983-05-24
Publication date: 1984-12-23

Abstract

ИНВЕРТОР, содержащий подключенный к источнику питани тиристорный мост, выходной трансформатор, один вывод первичной обмотки которого подключен к одному из выводов диагонали переменного тока тиристорного моста, а один вывод коммутирующей вторичной обмотки выходного трансформатора подключен к отрицательному выводу источника питани , нагрузку, подключенную к вторичной обмотке выходного трансформатора, два согласно последовательно соединенных коммутирующих тиристора, под .ключенных параллельно тиристорному мосту, обща точка соединени ; которых подключена к обкладке коммутирующего конденсатора, и блок управлени тиристорами, отличающийс тем, что, с целью повышени качества выходного напр жени и надежности инвертора, он дополнительно снабжен датчиком напр жени , регул тором тока и регулирующим трансформатором с двум вторичными и одной первичной обмотками, при этом первична обмотка регулирующего трансформатора включена между другим выводом первичной обмотки выходного трансформатора и другим выводом диагонали переменного тока тиристорного моста., одна из вторичных (Л обмоток регулируемого трансформатора включена между другим вьгоодом коммутирующей вторичной обмотки выходного трансформатора и другой обкладкой коммутирующего конденсатора, а друга вторична обмотка регулирующего трансформатора подключена к 00 выходным выводам регул тора тока, о со со ел первый вход которого подключен к блоку управлени тиристорами, а второй - к выходу датчика напр жени , вход которого подключен к выводам нагрузки.An inverter containing a thyristor bridge connected to the power source, an output transformer, one output of the primary winding of which is connected to one of the diagonal terminals of the alternating current of the thyristor bridge, and one output of the switching secondary winding of the output transformer connected to the negative output of the power supply, the load connected to the secondary winding output transformer, two according to serially connected switching thyristors, connected in parallel with the thyristor bridge, common point compounds; which is connected to the plate of the switching capacitor, and the thyristor control unit, characterized in that, in order to improve the quality of the output voltage and reliability of the inverter, it is additionally equipped with a voltage sensor, a current regulator and a regulating transformer with two secondary and one primary windings, with This primary winding of the control transformer is connected between the other output of the primary winding of the output transformer and the other output of the AC diagonal of the thyristor bridge, one of tori (L windings of a regulated transformer are connected between another output commutating secondary winding of the output transformer and another plate of the switching capacitor, and the other secondary winding of the regulating transformer is connected to 00 by the output terminals of the current regulator, the co input of which is connected to the thyristor control unit, and the second is connected to the output of a voltage sensor whose input is connected to the load terminals.

Description

ff

Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано в системах автономног и гарантированного питани потребителей электрической энергии.The invention relates to converter equipment and can be used in autonomous systems and guaranteed power supply to consumers of electrical energy.

Известны инверторы, содержащие мост основных тиристоров J дополнительные коммутирующие тиристоры и основной и дополнительньй источники посто нного тока 1.Inverters are known that contain a bridge of main thyristors J additional commutating thyristors and a main and auxiliary DC sources 1.

Однако подобные инверторы отличютс сложностью схемной реализации и требуют гальванической разв зки основного и дополнительного источников посто нного тока.However, such inverters are distinguished by the complexity of the circuit implementation and require galvanic isolation of the main and additional DC sources.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс инвертор , содержащий подключенньм к источнику питани тиристорньй мост, выходной трансформатор, один вывод первичной обмотки которого подключен к одному из выводов диагнали переменного тока тиристорного моста, а один вывод коммутирующей вторичной обмотки выходного трансформатора подключен к отрицательному выводу источника питани , нагрузку, подключенную к вторичной обмотке выходного трансформатора, два согласно последовательно соединенных коммутирующих тиристора, подключенных параллельно тиристорному мосту, обща точка соединени которых подключена к обкладке коммутирующего конденсатора, и бло управлени тиристорами 2.The closest to the proposed technical essence and the achieved result is an inverter containing a thyristor bridge connected to the power source, an output transformer, one output of the primary winding of which is connected to one of the terminals of the alternating current diagonal of the thyristor bridge, and one output of the switching secondary winding of the output transformer is connected to the negative output of the power source, the load connected to the secondary winding of the output transformer, two according to the series connection These switching thyristors connected in parallel to the thyristor bridge, the common connection point of which is connected to the plate of the switching capacitor, and the thyristor control unit 2.

Недостатком известного инвертора вл етс то, что величина коммутирующего конденсатора существенно зависит от тока нагрузки, что снижает надежность коммутации инвертора . Кроме того, величина напр жени на нагрузке значительно зависит от напр жени источника питани и характера нагрузки.A disadvantage of the known inverter is that the magnitude of the switching capacitor substantially depends on the load current, which reduces the reliability of the inverter switching. In addition, the magnitude of the voltage on the load greatly depends on the voltage of the power source and the nature of the load.

Целью изобретени вл етс повышение качества выходного напр жени и надежности инвертора.The aim of the invention is to improve the quality of the output voltage and the reliability of the inverter.

Указанна цель достигаетс тем, что инвертор, содержащий подключенный к источнику питани тиристорный мост, выходной трансформатор , один вьюод первичной обмотки которого подключен к одному из вьшодов диагонали переменного тока тиристорного моста, а один вьшод коммутирующей вторичной обмоткиThis goal is achieved by the fact that an inverter containing a thyristor bridge connected to a power source, an output transformer, one of which is connected to one of the diagonals of an alternating current of the thyristor bridge, and one of the switching secondary winding

309952309952

выходного трансформатора подключен к отрицательному выводу источника питани , нагрузку, подключенную к вторичной обмотке выходного транс5 форматора, два согласно последовательно соединенных коммутирующих тиристора, подключенных параллельно тиристорному мосту, обща точка соединени которых подключена кthe output transformer is connected to the negative output of the power source, the load connected to the secondary winding of the output transformer of the formatter, two according to serially connected switching thyristors connected in parallel to the thyristor bridge, the common connection point of which is connected to

10 обкладке коммутирующего конденсатора , и блок управлени тиристорами, дополнительно снабжен датчиком напр жени , регул тором тока и регулирующим трансформатором с двум 10 facing the switching capacitor, and the thyristor control unit, additionally equipped with a voltage sensor, a current regulator and a regulating transformer with two

)5 вторичными и одной первичной обмотками , при этом первична обмотка регулирующего трансформатора включена между другим выводом первичной обмотки выходного трансформатора и) 5 secondary and one primary windings, with the primary winding of the regulating transformer connected between the other output of the primary winding of the output transformer and

20 другим выводом диагонали переменного тока тиристорного моста, одна из вторичньк обмоток регулируемого трансформатора включена между другим выводом коммутирующей вторичной20 another output of the diagonal of the alternating current of the thyristor bridge, one of the secondary windings of the adjustable transformer is connected between the other output of the switching secondary

5 обмотки выходного трансформатора и другой обкладкой коммутирующего конденсатора, а друга вторична обмотка регулирующего трансформатора подключена к выходным выводам5 windings of the output transformer and other plate of the switching capacitor, and the other secondary winding of the regulating transformer is connected to the output terminals

0 регул тора тока, первый вход которо , го подключен к блоку управлени тиристорами , а второй - к выходу датчика напр жени , вход которого под-f. ключен к выводам нагрузки.0 of the current controller, the first input of which is connected to the thyristor control unit, and the second to the output of the voltage sensor, whose input is under-f. Key to load pins.

На фиг. 1 представлена схема инвертора, на фиг. 2 - эпюры направлений и и токов J в цеп х инвертора . FIG. 1 shows an inverter circuit, FIG. 2 - diagrams of directions and currents J in inverter circuits.

Инвертор содержит тиристорный мост t, состо щий из тиристоров 2-5, подключенный к источнику 6, к выходу тиристорного моста 1 подкл(очены последовательно соединенные первичные обмотки 7 и 8 соответст венно выходного трансформатора 9 и регулирующего трансформатора 10, вторична обмотка 11 выходного траш: форматора 9 подключена к нагрузке 12 и к входу датчика 13 напр жени ,The inverter contains a thyristor bridge t, consisting of thyristors 2-5, connected to source 6, to the output of thyristor bridge 1 podkl (sequentially connected primary windings 7 and 8, respectively, output transformer 9 and control transformer 10, secondary winding 11 output trash: the formatter 9 is connected to the load 12 and to the input of the voltage sensor 13,

0 одна вторична обмотка 14 регулирующего трансформатора 10 подключена к регул тору 15 тока, вход которого соединен с выходом датчика 13 напр жени и выходом блока 16 управ5 лени тиристорами, друга вторична одмотка 17 регулирующего трансформатора 10 включена согласно и последовательно с коммутирукнцей вторич30 one secondary winding 14 of the regulating transformer 10 is connected to the current regulator 15, the input of which is connected to the output of the voltage sensor 13 and the output of the thyristor control unit 16, the other secondary winding 17 of the regulating transformer 10 is connected according to and in series with the secondary switch 3

ной обмоткой 18 выходного трансформатора 9. При этом конец вторичной обмотки 18 соединен с минусовым зажимом источника 6 питани , а начало коммутирующей вторичной обмотки .17 подключено к обкладке коммутирующего конденсатора 19, друга обкладка которого подключена к общей точке соединени коммутирукщих тиристоров 20 и 21, которые соединены согласно последовательно и подключены к источнику 6 питани , цепи управлени тиристоров 2-5 тиристорного моста 1 и коммутирующих тиристоров 20 и 21 подключены к блоку 16 управлени тиристорами, коммутирующие обмотки 17 18 выполнены с меньшим число витков по сравнению с первичными обмотками 8 и 7.winding 18 of the output transformer 9. The end of the secondary winding 18 is connected to the minus terminal of the power supply 6, and the beginning of the switching secondary winding .17 is connected to the plate of the switching capacitor 19, the other plate of which is connected to the common connection point of the switching thyristors 20 and 21, which connected in series and connected to the power supply 6, the thyristor control circuit 2-5 of the thyristor bridge 1 and the switching thyristors 20 and 21 are connected to the thyristor control unit 16, commuting e windings 17, 18 are formed with a smaller number of turns than the primary winding 8 and 7.

Инвертор работает следующим образом .The inverter works as follows.

При подаче, с блока 16 управлени тиристорами импульсов (фиг. 2а б) на тиристорньш мост 1 происходит поочередное открытие тиристоров 2, 4 и 3, 5, а их закрытие соответствует моменту поступлени управл ющего сигнала (фиг. 2г, д) на соответствующий коммутирующий тиристор 20 или 21. Закрытие тиристоров 2, 4 и 3, 5 происходит благодар зар ду (разр ду) коммутирующего конденсатора 19 через вторичные согласно и последовательно соединенные обмотки 17 и 18, принадлежащие соответственно регулирующему трансформатору 10 и выходному трансформатору 9. При этом в первичных обмотках 7 и 8 навод тс ЭДС, которые направлены встречно напр жению источника питани 6 и в сумме превьшают его напр жение, так как количество витков вторичных обмоток 17 и 18 выбрано меньше количества витков первичных обмото 7 и 8. Вследствие этого создаютс услови дл закрыти тиристоров 2, 4 или 3,,5, наход щихс в провод щем состо нии. Дл повьппени надежности коммутации тиристоров 2, 4 и 3, 5 в инверторе обеспечиваетс кратковременное отключение нагрузки 12, так как в момент времени предшествующий коммутации, с блока 16 управлени поступает импульс управлени (фиг 2в) на вход регул тора 15 тока. Отключение нагрузки 12, точнее значительное умень30995 4When applying the pulses from the thyristor control unit 16 (Fig. 2a b) to the thyristor bridge 1, the thyristors 2, 4 and 3, 5 are alternately opened, and their closure corresponds to the moment the control signal arrives (Fig. 2d, d) to the corresponding switching signal thyristor 20 or 21. The closure of thyristors 2, 4 and 3, 5 occurs due to the charge (discharge) of the switching capacitor 19 through the secondary and consistently connected windings 17 and 18 belonging respectively to the control transformer 10 and the output transformer 9. In this case, The primary windings 7 and 8 induce an emf that is directed against the voltage of the power source 6 and in total exceeds its voltage, since the number of turns of the secondary windings 17 and 18 is less than the number of turns of the primary windings 7 and 8. As a result, conditions for closing are created. thyristors 2, 4 or 3,, 5, which are in the conducting state. In order to maintain the reliability of switching thyristors 2, 4 and 3, 5, the inverter provides a short-term disconnection of load 12, since at the time of the previous switching, control pulse 16 enters the control pulse 15 at the input of current regulator 15. Disconnection load 12, more precisely, a significant decrease 30995 4

шение тока вторичной обмотки 11 выходного трансформатора 9, происходит благодар полному закрытию регул тора тока 15, т.е. цепь протекани тока вторичной обмотки 14 разрываетс . Это приводит к тому, что практически все напр жение диагонали переменного тока тиристорного моста 1 приложено к первич Q ной обмотке 8 регулирующего трансформатора 10. Напр жение на вторичной обмотке 11 и, следовательно, на нагрузке 12 значительно уменьшаетс , а ток тиристоров 2, 4 с (или 3, 5) незначительно отличаетс от-тока холостого хода трансформаторов 9 и 10J который составл ет 0,01-0,05 от значени номинального тока. Поэтому коммутаци тирис2Q торов моста осуществл етс в режиме , близком к току холостотО хода(фиг. 2е|, что повьш ает надежность коммутации.the current of the secondary winding 11 of the output transformer 9, is due to the complete closure of the current regulator 15, i.e. the current path of the secondary winding 14 is broken. This leads to the fact that almost the entire voltage of the diagonal of the alternating current of the thyristor bridge 1 is applied to the primary Q winding 8 of the regulating transformer 10. The voltage on the secondary winding 11 and, therefore, on the load 12 is significantly reduced, and the current of the thyristors 2, 4 s (or 3, 5) is slightly different from the no-load current of transformers 9 and 10J which is 0.01-0.05 from the value of the rated current. Therefore, the switching of the bridge's tori is carried out in a mode close to the idle current of the run (Fig. 2f |, which increases the reliability of switching.

Наличие на выходе тиристорного моста 1, регулирующего 19 и выхоД25 ного 9 трансформаторов создает возможность стабилизации напр жени на нагрузке. Действительно, при отклонении напр жени на нагрузке 12 от заданного значени с датчика напр жени 13 поступает сигнал на вход регул тора 15 тока, что приводит к изменению его проводимости и, следовательно, к изменению тока вторичной обмотки 14. Поскольку первичные обмотки 7 и 8 выходного и регулирующего трансформаторов включены согласно и последовательно,, то благодар наличию обратной св зи вс кое изменение тока вторичной обмотки 14 приводит к перераспределению напр жени между первичными обмотками 7 и 8 таким образом, чтобы напр жение на вторичной обмотке 11 (на нагрузке 12) сохранить с определенной степенью точности неизменным.The presence at the output of a thyristor bridge 1, which regulates 19 and 9 transformers, creates the possibility of stabilizing the voltage on the load. Indeed, when the voltage on the load 12 deviates from the set value, the voltage sensor 13 receives a signal to the input of the current regulator 15, which leads to a change in its conductivity and, consequently, to a change in the current of the secondary winding 14. Since the primary windings 7 and 8 of the output and regulating transformers are connected according to and consistently, due to the presence of feedback, the total change in current of the secondary winding 14 causes the voltage to be redistributed between the primary windings 7 and 8 so that the voltage and in the secondary winding 11 (at the load 12), to maintain with a certain degree of accuracy unchanged.

Таким образом, введение в схему инвертора регулирующего трансформатора , регул тора тока и датчика напр жени позвол ет повысить надежность коммутации тиристоров иThus, the introduction of a control transformer, a current regulator, and a voltage sensor into the inverter circuit makes it possible to increase the reliability of switching thyristors and

50 стабилизировать напр жени на нагрузке . Кроме того, коммутаци тиристоров моста при пониженных значени х тока на выходе тиристорного моста позвол ет в несколько раз50 to stabilize the voltage on the load. In addition, switching the bridge thyristors at lower values of the current at the output of the thyristor bridge allows several times

55 уменьшить установленную мощность коммутирующих тиристоров и величину емкости коммутирующего конденсатора .55 to reduce the installed power of the switching thyristors and the capacitance of the switching capacitor.

Claims

INVERTER containing a thyristor bridge connected to a power source, an output transformer, one terminal of the primary winding of which is connected to one of the terminals of the diagonal of the thyristor bridge AC, and one terminal of the switching secondary winding of the output transformer is connected to the negative terminal of the power source, the load connected to the secondary winding output transformer, two according to series-connected switching thyristors, connected in parallel to the thyristor bridge, common connection point niya; which is connected to the switching capacitor plate and the thyristor control unit, characterized in that, in order to improve the quality of the output voltage and the reliability of the inverter, it is additionally equipped with a voltage sensor, current regulator and a control transformer with two secondary and one primary windings, while the primary winding of the control transformer is connected between the other terminal of the primary winding of the output transformer and the other terminal of the diagonal of the ac thyristor bridge., one of the secondary The windings of an adjustable transformer are connected between the other terminal of the switching secondary winding of the output transformer and the other lining of the switching capacitor, and the other secondary winding of the regulating transformer is connected to the output terminals of the current regulator, the first input of which is connected to the thyristor control unit, and the second to the voltage sensor output, input which is connected to the terminals of the load.

and ,, 1130995