SU1527694A1 - Автономный последовательный инвертор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике, в частности к устройствам преобразовани  энергии посто нного тока в энергию переменного тока. Цель изобретени  - повышение надежности работы инвертора путем обеспечени  устойчивости коммутации вентилей в переходных и установившихс  режимах, повышение эффективности использовани  оборудовани  и снижение предельных напр жений на элементах инвертора. Устройство содержит вентильный мост на тиристорах 1 - 4 и мост встречных вентилей 15 - 18, охватывающий диагональную часть коммутирующего дроссел . Диоды 23, 24 включены встречно непосредственно между анодной и катодной группами вентильного моста и замыкают часть диагонального тока, тем самым шунтиру  паразитные индуктивности монтажа, уменьша  энергию, накопленную в них. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к преоб- зовательной технике и может быть использовано при разработке тирис- торных генераторов частоты, используемых в качестве источников питани  различных технологических установок

Цель изобретени  - повышение надежности путем обеспечени  устойчивости коммутации вентилей в пере- ходных и установившихс  режимах, повышение эффективности использовани  оборудовани .

Па фиг.1 представлена схема авто- HOhfHoro последовательного инвертора; на фиг.2 - то же, другое исполнение.

Инвертор содержит мост пр мых вентилей (тиристоров) 1-4, подключенный к входным выводам через фильтровые дроссели 5 и 6, две цепочки, состо щие, кажда , из фильтрового конденсатора 7, 8 и коммутируюг1его дроссел  9, 10. В диагональ тиристор ного моста включены коммутирующие конденсаторы 11 и 12, дополнитель ные коммутирующие дроссели 13 и 14, мост встречных вентилей 5 - J8, нагрузка 19, включенна  через транс- (Ъорматор 20 и диагональ моста тиристоров , две пары диодов 21, 22 и 23, 24.

R автономном последовательном инверторе (фиг.2) две дополнительные обмотки выходного трансформатора 20 через диоды 21 и 22 могут быть под- ключены к фильтровым конденсаторам 7 и 8 соответственно, а между анодной и катодной группами тиристор- ного моста включена дополнительна  цепочка, состо ща  из встречного диода 23 и дополнительного дроссел  25, причем индуктивность дроссел  может мен тьс ..

Автономный последовательный инвертор работает следующим образом.

При отпирании вентилей 1 и 2 импульс тока, близкий к синусоидальному , протекает по контурам: 7-9-1- -1 1-13-20- 4-12-2-7, 8-1-11-13-20-14- -12-2-10-8. Ток фильтровых конденсато ров суммируетс  в диагонали моста инвертора, образу  часть полуволны тока, длительность которой (частота) определ е тс  параметрами (7, 9), параллельно (8, 10), 11, 13, 14-, 12, втора  часть полуволны формируетс  в контуре 12-2-24-23-1-11-13-13-20-14- -12с частотой, определ емой параметрами этого контура. Обе части складьгоаютс  в диагонали инверторного моста и, следовательно, п нагрузке. Выбор индуктивности дросселей L L( iO,25Lg , Ь исключает протекание тока по контурам 13-15-9-8-16-14-20-13 и 13-15-7-10-16-14-20-13 при включении Вентилей.

Во второй половине импульса тока когда напр жение на коммутирующих дроссел х 9, 10, 13 и 14 принимает пол рность, указанную на фиг.1 и 2, и сумма этих напр жений превосходит

напр жение на фильтровых конденсаторах 7 и 8, начинают проводить вентили 17 и 18 и протекает ток сброса избыточной реактивной энергии, накопленной в коммутирующих дроссел х по контурам: 14-17-9-8-18-13-20-14 и 14-17-7-10-18-13-20-14. С этого момента прекращаетс  перезар д кон- денсаторо В 11 и 12, а ток сброса протекает по нагрузке в том же направлении , что и ток моста инвертора .

Во втором такте открываютс  вентили 3 и 4, и ток протекает вначале по контурам: 8-3-12-14-20- -13-11-4-10-8, 7-9-3-12-14-20-13- 11-4-7, 11-4-24-23-3-12-14-20-13-11 а затем по контурам: 13-15-9-8-16- -14-20-13 и 13-15-7-JO-16-14-20-13.

За два такта работы инвертора формируетс  полный период вькодного тока.

Наличие цепочки, состо щей из диодов 23 и 24 (фиг.), включенной Непосредственно между анодной и ка . тодной группами вентильного моста, позвол ет осуществить частичный перезар д коммутирующих коденсато- ров 11 и 12, мину  цепи 7-9 и 10-8, а вместе с тем и паразитные индуктивности , которые Неизбежно по вл ютс  в реальных схемах генераторов в процессе монтажа. Причем дополнительные цепи работают лишь на части интервала проводимости тиристоров с момента их включени  как в первом такте (провод т Вентили I и 2), так и во втором (провод т вентили 3 и 4).

Длительность тока цепочки определ етс  интервалом времени, в течение которого разность потенциалов между общей точкой анодов и общей точкой Катодов моста пр мых вентилей будет-смещать диоды 23 и 24 в пр мом направлении, а это, в свою очеред определ етс  величиной индуктивности

и емкости коммутирующего контура. Интегральное значение тока через цепочку диодов на интервале их провод щего состо ни  определ етс  величиной реактивных элементов в контурах 12-2-2А-23-1-П-13-20-14-12 и I l-A-24-23-3-12-J4-2n-13-n .

Наличие дополнительного дроссел  включенного последовательно в цепи диода 23 (Лиг,2), измен ет собственную частоту контуров 12-2-25-23-1-1 -13-20-14-12, 11-4-25-23-3-12-14-20 -13-11, уменьшает ее, а это измен е эффективность работы цепочки путем уменьшени  интегральной величины тока на интервале проводимости вентил  23.

Дополнительна  цепочка замыкает часть тока коммутирующего контура Непосредственно с катодной группы вентильного моста на анодную, тем самым шунтируютс  вместе с дроссел ми 9 и 1 О часть паразитных индуктив ностей, и энерги , накапливаема  в них, уменьшаетс , а значит снижаетс  уровень Перезар да коммутирующих конденсаторов и, следовательно уровень максимального напр жени  на элементах инвертора, в частности на вентил х.

С помощью изменени  индуктивност дроссел  25 (фиг.2) можно регулировать ток Цепочки, Тем самым измен т максимальный уровень напр жени  на элементах инвертора, в частности на тиристорах. Кроме того, это позвол  регулировать в некоторых пределах энергетические режимы инвертора.

Дл  ограничени  выходного напр ж ни  при возрастании эквивалетного сопротивлени  нагрузки в инверторе осуществл етс  рекупераци  в источник питани  избыточной энергии, накопленной в нагрузочном контуре посредством вентильного моста, который образуетс  с помощью диодов 21, 22 и 23, 24 (фиг.1). При этом путем регулировани  отпайки первичной обмотки выходного трансформатора возможно ограничение напр жени  на любом уровне. При этом ток рекуперации , в зависимости от такта, протекает по следующим контурам: 21-7-24-20-21 или 23-8-22-20-23.

В инверторе (фиг.2) рекупераци  избыточной энергии, накопленной в нагрузке, осуществл етс  с помощью дополнительных обмоток трансфор

10

15

5,

5276946

матора и в зависимости от такта вентилей 21 или 22.

Таким образом, инвертор может работать в широком диапазоне изменени  эквивалентного сопротивлени  нагрузки (от О до « ). Нар ду с этим стабилизируетс  уровень загрузки оборудовани  и снижаетс  предельный уровень напр жени  на элементах инвертора, что позвол ет существенно повысить эффективность его использовани  при работе инвер тора на резкопеременную нагрузку как в установившихс , так и в переходных режимах.

0

5

,

д

0

5

5

0

5

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Автономный последовательный инвертор , содержащий подключенные к входным выводом через фильтровые дроссели дВе последовательные цепочки , состо щие, кажда , из фильтрового конденсатора и коммутирующего дроссел , и тиристорный мост, выводы переменного тока которого соединены с первыми обкладками коммутирующих конденсаторов, вторые обкладки которых соединены непосредственно с диагональю переменного тока моста встречных вентилей и через дополнительные коммутируюпдае дроссели - с отпайками первичной обмотки выходного трансформатора, соединенной концами с общими точками пар последовательно /Соединенных диодов, причем перва  пара подключена к диагонали посто нного тока моста встречных вентилей согласно с последними, анодна  группа этого моста соединена с общей точкой конденсатора и дроссел  первой последовательной цепочки, конденсатор которой подключен к анодной группе тиристорного моста, а катодна  группа - с обпей точкой конденсатора и дроссел  второй последовательной цепочки, конденсатор которой подключен к катодной группе тиристорного моста, о тличающий- с   тем, что, с целью повьш(ени  надежности путем обеспечени  устой-- чивости коммутации вентилей в переходных и установиво1ихс  режимах и повышени  эффективности использовани  оборудовани , свободные выводы второй пары диодов включены между анодной и катодной группами тиристорного моста встречно.

   o

   SvJ

   l

   Ui

   C c«