SU571865A1 - Автономный инвертор напр жени - Google Patents

Description

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может использоваться при построении автоном— ных инверторов напряжения, предназначенных, например, для частотно—управляемого электропривода. ⁵

Известны тиристорные автономные . инверторы, например W , И и [3] , в которых для обеспечения коммутационной устойчивости при регулировании напряжения амплитудным способом используют вспомогательные источники подзаря— да.

Однако инвертор pj имеет сравнитель·. но сложную схему и двойное напряжение вспомогательных источников подзаряда на коммутирующих тиристорах, что приводит к завышению установленной мощности полупроводниковых элементов и _м как следствие - к ухудшению массо-габаритных показателей инвертора, а недостаток инвертора [2] состоит в ограниченных частотных возможностях.

Частично эти недостатки устранены в инверторе [3] , который по технической сущности и достигаемому результату яв·* ляется наиболее близким к изобретению.

Инвертор £3] содержит трехфазные мосты тиристоров и обратных диодов, соединенные встречно параллельно по . цепи постоянного тока и этими точками соединения образующие входные выводы для подключения его к основному источнику питания, вспомогательный источник подзаряда, подключенный через встречно параллельно включенные разделительные диоды и подзарядные тиристоры к упомянутым входным выводам, коммутирующие конденсаторы, соединяющие соответствующие выходные выводы мосте основных тиристоров и моста коммутирующих тиристрров, а также коммутирующие дроссели, включенные последовательно в цепи коммутирующих конденсаторов.

При работе такого инвертора к коммутирующим тиристорам прикладывается Прямое напряжение, равное половине сум— мы напряжений двух коммутирующих конденсаторов и источника подзаряда, т. е. более 1,5 U_c, где U_с — напряжение на коммутирующем конденсаторе.

Напряжение источника подзаряда выбирается равным максимальному входному напряжению инвертора, при этом прямое напряжение на основных тиристорах их защита. Таким образом, действительная установленная мощность коммутирующих тиристоров инвертора равна

Р¹ = 6(.5 · 1.5UJ =9Ρ_νΛΤ νκτ о ¹ о' νοτ. О ¹

Исходя из изложенного, действитель— . ная установленная мощность коммутирующих тиристоров в 1,5. раза выше уставов» ленной мощности основных тиристоров, что является недостатком указанного ин-

вертора.

Цель изобретения — уменьшение уста— где U _h — напряжение источника подзаряда.

Ток через коммутирующий тиристор обычно в 10-20 раз меньше тока основного тиристора (зависит от выходной частоты инвертора).

Если принять, что установленная мош·, ность основного тиристора

Р = J .U ,

УОТ о О I где J_o и U_Q — соответственно ток и напряжение основного тиристора, то требуемая установленная мощность коммутирующего тиристора будет ^а,„’ W,HO,05)J_o-l,5U₀= >(0,15-0,075)Ρ_νοτ /

При этом установленная мощность всех основных и коммутирующих тиристоров инвертора равна р ₌.,р ^уот ° уо_Т

Г) ^ρνκς ^6Ρν„;6 *>,075)9^ <о,9 >0/·,)

Однако в случае ложного включения двух коммутирующих тиристоров в ОДНОЙ фазе (прорыв моста коммутирующих тиристоров) происходит закорачивание¹ основного источника питания. При этом амплитуда тока, протекающего по этим тиристорам, определяется) внутренним сопротивлением основного источника питания, которое создается искусственно (включением токоограничивающего дросселя в цепь источника питания) из расчета ограничения тока на уровне, обеспечивающем нормальную работу основных тиристоров после ликвидации прорыва инвертора. Исходя из этого, необходимо и коммутирующие тиристоры по току выби-. рать такими же, как· и основные, в про— ТИВ’ном случае не .будет обеспечиваться новленной мощности коммутирующих тиристоров, массы и габаритов.

Это достигается тем, что дополнительно введены два вспомогательных тиристора, которые соединены последова-. гельно и включены параллельно вспомо20 нательному источнику подзаряда, а общие точки анодов и катодов моста коммутирующих тиристоров объединены и подключены к точке соединения этих вспомогательных тиристоров.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого инвертора.

Инвертор содержит основные тиристоры 1—6, собранные в мостобую схему и 30 подключенную к основному источнику 7 питания и нагрузке 8, параллельно мосту основных тиристоров подключен мост . обратных диодов 9—14, мост коммутирующих тиристоров 15—20 подключен через ₃₅ коммутирующие ЬС-цепочки 21-26 к выходу инвертора й через два тиристора 27 и 2 8 к выводам источника 2 9 подзаряди, который через встречно включенные £иод 30 и тиристор 31 подключен к одно— 4Q му полюсу и через встречно включенные диод 32 и тиристор 33 к второму полюсу основного источника 7 питания.

Инвертор работает следующим образом. Пусть включены основные тиристоры 1, 2 и 3 и пропускают ток от источника 7 в нагрузку 8. При этом на конденсаторе 25 имеется напряжение, полярность которого указана на чертеже. При включении коммутирующих тиристоров „ 15 и 27 начинается разряд конденсатора 25 по цепи 25 - 26 - 1 - 30 - 2715 — 25. Разрядный ток конденсатора выключает тиристор. Далее конденсатор перезаряжается по цепи 25 - 26 - 9- 30 .₅ 27 — 15 — 25 до напряжения, определяемого исходным зарядом, добротностью колебательного контура и режимом нагрузки. Если этого напряжения недостаточно для коммутации последующего основ— ного тиристора 4 включаются тиристоры 27, 15, 4 и 33 и по цепи 29 — 27 — 15 — 25 — 26 — 4 — 33 — 29 проге— кает ток дозаряда конденсатора 25 до напряжения источника 29 подзаряда, Ана- 5 логично протекают процессы и в других плечах инвертора.

Напряжение, прикладываемое к каждо= му из коммутирующих тиристоров 15 — 20 и 27 — 28 в межкоммутационные Ю промежутки, не превышает величины (Ut) напряжения на коммутирующем конденсаторе, равном напряжению источ— ника подзаряда, т. е. в предлагаемой схеме напряжение на коммутирующих ^,5 тиристорах на 50% ниже, чем в извест— ной. При расчете тиристоры 27 и 28 по току выбирают такими же, как и основные тиристоры 1 — 6, При этом в слу— чае прорыва инвертора не происходит их ²⁰ выход из строя. Тиристоры 15 — 20 рассчитывают на значение тока коммута— ции, которые в 10 — 20 раз меньше тока основных тиристоров.

Определяем установленную мощность всех коммутирующих тиристоров =1г,бя,г)Р

Таким образом, в предлагаемом инверторе установленная мощность коммутирующих тиристоров.

значительно меньше, чем .в существую—

Р =9Р эдем чом νστ^

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к области преобразовательной техники и может использоватьс  при построении автоном ных инверторов напр жени , предназначенных , например, дл  частотно-управл емого электропривода. Известны тиристорные автономные . инверторы, например СЦ , И и З , в которых дл  обеспечени  коммутационной устойчивости при регулировании напр жени  амплитудным способом используют вспомогательные источники подзар да. Однако инвертор Щ имеет сравнвте но сложную схему и двойное напр жение вспомогательных источников подзар да на коммутирующих тиристорах, что приводит к завышению установленной мощности полупроводниковых элементов и как следствие - к ухудшению массо-габаритных показателей инвертора, а недостаток инвертора состоит в ограниченных частотных возможност х. Частично эти недостатки устранены в инверторе З , который по технической сущности и достигаемому ре льтату  &amp; л етс  наиболее близким к изобретению. Инвертор З содержит трехфазные мосты тиристоров и обратных диодов, соединенные встречно параллельно по . цепи посто нного тока и этими точками соединени  образующие входные вьгаоды дл  подключени  его к основному источнику питани , вспомогательный источник подзар да, подключенный через встречно параллельно включенные разделительные диоды и подзар дные тиристоры к упом нутым входным выводам, коммутирующие конденсаторы, соедин ющие соответствующие выходные вьшоды мосте основных тиристоров и моста коммутиру ющих тир стрров, а также коммутирующие дроссели, включенные последовательно в цепи коммутирующих конденсаторов. При работе такого инвертора к коммутирующим тиристорам прикладываетс  ifpHMoe напр жение, равное половине сум мы напр жений двух коммутирующих кон денсаторов и источника подзар да, т, е. более 1,5 и, где DC. - напр жение на коммутирующем конденсаторе. Напр жение источника подзар да выбираетс  равным максимальному входному напр жению инвертора, при этом пр  мое напр жение на основных тиристорах . где и. - напр жение источника подзар да . Ток через коммутирующий тиристор обычно в 10-20 раз меньше тока основ ного тиристора (зависит от выходной ча тоты инвертора). Если прин ть, что установленна  мощ ность основного тиристора Р J VOT о и - соответственно ток напр жение основного тиристора, то требуема  установленна  мощность коммутирующего тиристора будет -CO,lTO,05)J.1.5U (0,15-0,075)Р, / При этом установленна  мощность всех основных и коммутирующих тиристоров инвертора равна р ..р VOT р -6Р :6CO,i5fO,075)P. VKT tO,9-fO,/l5)P Однако в случае ложного включени  двух коммутирующих тиристоров в одной фазе (прорыв моста коммутирующих тиристоров ) происходит закорачиваниеосновного источника питани . .При этом амплитуда тока, протекающего по этим тиристорам, определ етс  внутренним сопротивлением основного источника питани , которое создаетс  искусственно (включением токоограничивающего дроссел  в цепь источника питани ) из расчета ограничени  тока на уровне, обеспечивающем нормальную работу основны тиристоров после ликвидации прорыва ин вертора. Исход  из этого, необходимо и к мутирующие тиристоры по току выби рать такими же, как-и основные, в про- Тиёном случае не .будет обеспечиватьс  их защита. Таким образом, действительна  установленнай мощность коммутирующих тиристоров инвертора равна тиристоров р -ьа l .5U,)-9P VV.T,о Исход  из изложенного, действитель . на  установленна  мощность коммутирую щих тиристоров в 1,5. раза выше устаноВ ленной мощности основных тиристоров, что  вл етс  недостатком указанного ин- вертора. Цель изобретени  - уменьшение уста новленной мощности коммутирующих тиристоров , массы и габаритов. Это достигаетс  тем, что дополни, тально введены два вспомогательных ти- ристора, которые соединены последова-. гельно и включены параллельно вспомо гательному источнику подзар да, а общие точки анодов и катодов моста коммутирующих тиристоров объединены и подключены к точке соединени  этих вспомогательных тиристоров. На чертеже представлена принципиальна  схема предлагаемого инвертора. Инвертор содержит основные тиристоры 1-6, собранные в мостоЬую схему и подключенную к основному источнику 7 питани  и нагрузке 8, параллельно мосту основных тиристоров подключен мост . обратных диодов 9-14, мост коммутирующих тиристоров 15-20 подключен через коммутирующие ЬС-цепо.чки 21-26 к выходу инвертора и через два тиристора 27 к 28 к выводам источника 29 подзар - да, который через встречно включенные 51йод 30 и тиристор 31 подключен к одно- му полюсу и через встречно включенные диод 32 и тиристор 33 к второму полюсу основного Источника 7 питани . . . Инвертор работает следующим образом . Пусть включены осйовные тиристоры 1, 2 и 3 и пропускают ток от источника 7 в нагрузку 8. При этом на конденсаторе 25 имеетс  напр жение, пол рность которого указана на чертеже. При включении коммутирующих тиристоров 15 и 27 начинаетс  разр д конденсатора 25 по цепи 25 - 26 - 1 - 30 - 2715 - 25. Разр дный ток конденсатора выключает тиристор. Далее конденсатор перезар жаетс  по цепи 25 - 26 - 9- 30 27 «. 15 - 25 до напр жени , определ емого исходным зар дом, добротностью колебательного контура и режимом нагрузки . Если этого напр жени  недостаточно дл  коммутации последующего основ- ного тиристора 4 включаютс  тиристоры 27, 15, 4 и 33 и по цепи 29 - 27 15 . 25 26 4 33 - 29 протекает ток дозар да конденсатора 25 до напр жени  источника 29 подзар да Ана логично протекают процессы н в других; плечах инвертора. Напр жение, прикладываемое к каждо му из коммутирующих тиристоров 15 « 20и27- 28в межкоммутационные промежутки} не превышает величины (U) напр жени  на коммутирующем конденсаторе, равном напр жению источника подзар да, т, е„ в предлагаемой схеме напр жение на коммутирующих тиристорах на 50% ниже чем в известной . При расчете тиристоры 27 и 28 по току выбирают такими же, как и основ- ные тиристоры 1 - 6„ При этом в слу« чае прорыва инвертора не происходит их выход из стро . Тиристоры 15 - 2О рассчитывают на значение тока коммута ции, которые в 1О - 20 раз меньше то ка основных тиристоров. Определ ем установленную мощность всех коммутирующих тиристоров гсзи.бсод-од)1 и ,bfb,Z)P Таким образом, в предлагаемом ишзерто ре установленна  мощность коммутирую щих тиристоров. 1.ц.(Я,,2)Р значительно меньше, чем ,в существую- Формула изобретени  Автономный инвертор напр жени , со держащий трехфазные мосты основных тйристорсю н обратных диодов, соединенные встречно параллельно по цепи посто нного тока и образующие точками сое-; динени  входные выводы, к котюрым через встречно параллельно включенные разделительные диоды и подзар дные тиристоры подсоединен источник подза- рвда коммутирующие конденсаторы, соедин ющие соответствующие выходные выводы моста основных тиристоров и моста коммутирующих тиристоров, а также : коммутирующие дроссели, включенные по следовательно э цепи коммутирующих конденсаторов, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  установ ленной мощности, массы и габаритов, введены два вспомогательных тиристора,, которые соединены последовательно и подключены па5эаллельно вспомогательному источнику подзар да, а общие точки анодов и катодов моста коммутирующих -тиристоров объединены н подключены к точке соединени  этих вспомогаз льных тиристоров. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе. 1.Авторское свидетельство СССР 192915, кл,Н02 М 7/48, ;1967.. 2,Авторское свидетельство СССР 279782, кл. Н О2 М 7/52, 197О.