SU610266A1 - Автономный последовательный инвертор - Google Patents

Description

(54) АВТОНОМЫЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ HHBBFTOi

.1 Изобретение относитс  к области преобразовательной техники. Извес.ен р д схем одкомостовых инйерторов , в которых сброс избыточной реактивной энергии осуществл етс  посредством вентилей встречно-параллельного включени  i. С применением унравл емых встречно-нараллельных вентилей во врем  бестоковой паузы между работой пр мых и встречных вентилей, к пр мым вентил м прикладываетс  обратное напр жение . При отпирании встречных вентилей обратное напр жение, прикладываемое к пр мым вентил м, равно падению напр жени  на встречных вентил х, т.. е. очень малое по величине. Врем  работы встречных вентилей составл ет основной интервал времени, предоставл емого дл  восстановлени  управл емости, что приводит к увеличению времени, необходимого дл  восстановлени  управл емости пр мых вентилей. В схеме со встречно-параллельными неуправл емыми вентил ми, содержащей подключенный через фильтровые дроссели -к входным зажимам вентильный мост с узлЬм ко мутации, параллельно которому подключена последовательна  цепь из двух фильтровых конденсаторов и нагрузки, зашунтированной. обратным вентильным полумостом, в течение всего интервала времен1, предоставл емого дл  носстановлени  управл емости пр мых вентилей, к ним прикладываетс  малое обратное напр жение , что еще более увеличивает врем , необходимое дл  восстановлени  управл емости, а следовательно, снижает предельно допустимую выходк частоту инвертора 2J. Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности ограничени  11апр жени  на элементах инвер ора и нагрузке, а также уве-личение его выходной частоты. Указанна  цель достигаетс  тем, что фильтровые дроссели выполнены с отводами, соединенными через дополнительные фильтровые конденсаторы с концами cooTBeTCTByiOHiHx дополнитель} Ь х коммутирующих индуктивностей, кажда  из которых включена между нагрузкой и фильтровым конденсатором, причем их точки соединени  с нагрузкой соединены через дополнительные вентили с одними отводами фильтровых дросселей, к другим отводам которых подключены диоды. На фиг. } изображена схема автономного последовательного инвертора; на фиг. 2 инвертор , выполненный по двухмостовой схеме. Инвертор содержит пр мые вентили 1-4 моста инвертора, диагональную коммутирующую ин уктив юсть 5, коммутирующий конденсатор 6, фильтровые конденсаторы /, 8, нагрузку 9, донолнительные коммутирующие индуктивности 10, 11, дополнительные фильтровые конденсаторы 12-15. фильтровые дроссели 16, 17, диоды 18, 19 сброса реактивной энергии, дополнительные вентили (тиристоры) 20, 21 дл  ограничени  напр жений на нагрузке. Инвертор работает следующи.м образом. При отпирании в первом такте вентилей 1, 4 ток протекает по контуру 7-1-5-б-4-8-11-9-10-7 . При этом через нагрузку 9 протекает снизу вверх импульс тока, близкий по форме к синусоиде. Во второй части полупериода первого такта, когда напр жение на индуктивност х 10 и 11.принимает пол рность, указанную на фиг. Ц ипревышает напр жение на фильтровых конденсаторах 12 и 13, откры-ваютс  диоды 18 и 19. Индуктивности 10 и 11 зашунтированы контурами 18, 12 и 13, 19. Это приводит к тому, что ток в контуре: 7-1 - -5-6-4-8-11-9-10-7 быстро прекращаетс  и протекает в контурах: 10-18-12-11 - -9-10 и 10-13-19-11-9-10. В результате этого перезар д конденсатора 6 будет остаювлен на заданном уровне, а запас электромагнитной энергии в коммутирующих индуктивност х 10 и 11 будет израсходован в нагрузке . При открывании во втором такте венти-лей 2 и 3 ток протекает по контуру: 7-2- -6-5-3-8-11-9-10-7. При этом через нагрузку 9 снова протекает импульс тока, близкий но форме к синусоиде в том же направлении снизу вверх. Во второй части полупериода второго такта, когда напр жение на индуктивност х Ю и 11 принимает пол рность, указанную на фиг. 1, и превьииает напр жение на фильтровых конденсаторах 12 и 13, открываютс  вентили 18 и 19. Индуктивности 10 и 11 будут защунтированы контурами 18, 12 и 13, 19. Это приводит к тому, что ток в контуре: 7-2-6-5-3-8-11-9-10-7 нрекращаетс  и протекает в контурах: 10-18- -12-11-9-10 и 10-13-19-11-9-10. В результате этого перезар д конденсатора 6 будет остановлен на заданном уровне, а запас электро.магнитной энергии в коммутирующих индуктивност х 10 и 11 будет израсходован в нагрузке 9. Дл  обеспечени  нормальной коммутации вентилей 1-4 при резком возрастании сопротивле;1и  нагрузки 9 применены встречные вентили 20 и 21 и дополнительные фильтровые конденсаторы 14 и 15. Известно, что в последовательных инверторах при возрастании сопротивлени  нагрузк, растет напр жение на ней. Если напр жен; -, на нагрузке становитс  выше напр жени  на фильтровых конденсаторах 14 и 15, зар женных до половины питающего напр жени , то открываютс  вентили 20 и 21 и ограничивают дальнейщее нарастание напр жени  на ней. При этом ток сброса энергии с нагрузки протекает по контурам: 9-15- - 21-9 и 9-20-14-9. Измен   моменты включени  вентилей 20 и 21, можно регулировать уровень ограничени  напр жени  на нагрузке, те.м самым обеспечиваетс  возможность оптимальной настройки работы инвертора; Инвертор может работать и в полумостовом исполнении. С целью повыщени  предельной частоты работы предлагаемый инвертор может быть выполнен но двухмостовой схеме (фиг. 2). Такой инвертор содержит следующие дополнительные элементы: управл емые вентили 22-25 второго моста, коммутирующие индуктивности 26-32, включенные в анодные цепи тиристоров, коммутирующий конденсатор 34 второго моста. При отпирании в первом такте вентилей 1 и 4 ток течет по контуру: 7-30-1-6-4- -33-15-9-10-7. При этом через нагрузку 9 протекает снизу вверх импульс тока по форме, близкий к синусоидальному. Во второй части полупериода первого такта, когда напр жение на индуктивности 10 принимает пол рность, указанную на фиг. 2, и превыщает напр жение на фильтровом конденсаторе 12 и нагрузке 9, открываетс  диод 18. Индуктивность 10 шунтируетс  цепью: 9-12-18. При этом ток в контуре : 7-30-1-6-4-33- 15-9- 10-7 быстро прекращаетс  и протекает в контуре: 10-9-12-18-10. В результате этого перезар д конденсатора 6 будет остановлен на заданном уровне, а запас электромагнитной энергии в коммутирующей индуктивности 10 будет израсходован в нагрузке 9. При отпирании во втором такте вентилей 22 и 25 ток протекает по контуру: 14-26-22- -34-25-29-8-11-9-14. При этом через нагрузку 9 снова протекает импульс тока по форме, близкий к синусоидальному,, в ту же сторону, т.е. снизу вверх. Во второй части полупериода второго такта, когда напр жение на коммутирующей индуктивности 11 принимает знак, указанный на фиг. 2, и превыщает напр жение на фильтровом конденсаторе 13 и нагрузке 9, открываетс  вентиль 19, и индуктивность 11 щунтируетс  по контуру: 19- -13-9, что приводит к прекращению тока по контуру: 14-26-22-34-25-29-8- 11 -9- -14 и протеканию тока в контуре: 11 -19- -13-9-П. Это останавливает перезар д конденсатора 34 на заданном уровне и обеспечивает рассеивание в нагрузке 9 запаса электромагнитной энергии индуктивности 11. В третьем n 4eTB ej3Tojvi тактах работают соответствен-но 2-3 и 23-24 тиристоры. Цепи протекани  токов в этом случае аналогичны предыдущим двум тактам.. Таким образом, сброс избыточной реактивной энергии с коммутирующих индуктивностей осуществл етс  на донолнительные фильтровые емкости, зар женные до половины питающего напр жени , что позвол ет существенно снизить предельные напр жени  на элементах инвертора. В течедие всего интервала времени , предоставл емого на восстановление управл емости , к пр мым вентил м прикладываетс  обратное напр жение, что позвол ет снизить врем , необходимое дл  восстановле )1и  управл емости пр мых вентилей, а следовательно , повысить предельную выходную частоту инвертора. Ток сброса с дополнительных

коммутирующих индуктивностей протекает по нагрузке в том же направлении, что и ток пр мых вентилей, а это снижает уровень гармонических составл ющих в токе нагрузки и повыщает КПД инвертора.

Ограничение напр жени  на нагрузке позвол ет обеспечить устойчивую работу инвертора в щироком диапазоне изменени  эквивалентного сопротивлени  нагрузки.

Двухтактный вариант схемы инвертора позвол ет повысить предельную частоту работы преобразовател .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 270870, кл. Н 02 Р 13/18, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 535695, кл. Н 02 М 7/515, 1973.