SU688971A1 - Однофазный тиристорный мостовой инвертор - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к преобразовательной технике, в частности к тиристорным мостовым инверторам напр жени .

Известны тиристорные мостовые инверторы с общим узлом коммутации, осуществл ющие попеременно принудительную коммутацию то анодной, то катодной группы тиристоров, отличающиес  жесткой внещней характеристикой за счет гальванической разв зки коммутирующих и рабочих электромагнитных процессов в инверторе. Однако в таких инверторах напр жение источника питани  в момент разр да конденсатора узла коммутации прикладываетс  к зажимам последовательной индуктивности на входе, что приводит к увеличению тока, отбираемого от источника и циркулирующего в основных тиристорах, и кроме того, к усложнению узла коммутации за счет введени  различных цепей сброса избыточной энергии коммутации.

Указанных недостатков лишены инверторы , осуществл ющие последовательную коммутацию с независимым контуром перезар да коммутирующего конденсатора.

Целью изобретени   вл етс  повышение надел ности инвертора, а также улучшение его энергетических ноказателей, нар ду с расширением диапазона регулировани  выходного напр жени . Указанна  цель достигаетс  тем, что коммутирующие дроссели выполнены с отпайками, к которым подключены другие силовые электроды коммутирующих тиристоров, и имеют вторичные об.мотки, св занные с другим выводом посто нного тока моста.

Вынолнение коммутирующих дросселей по схеме с промежуточным отводом позвол ет с учетом реальных добротностей стабилизировать напр жение на конденсаторе на уровне величины напр жени , равного напр жению источника питани . Это важно при осуществлении работы инвертора от источника с повышенным значением величины напр жени  питани . Кроме того, этот режим естественно вытекает из работы данного узла коммутации. Устойчива  коммутаци  тиристоров инвертора достигаетс  за счет выполнени  коммутирующего дроссел  по автотрансформаторной схеме. Улучшение энергетических показателей инвертора достигаетс  выполнением как дозар дного, так и разр дного контура с высокой добротностью . Расширение диапазона регулировани  решаетс  введением вторичной обмотки коммутирующего дроссел , за счет чего осуществл етс  группова  иофазна  коммутаци  каждой фазы инвертора.

Предлагаема  схема инвертора приведена на фиг. 1.

Инвертор содержит источник питани  1, тиристорный мост, собранный на тиристорах 2-5, диодный мост обратного тока, собранный на диодах 6-9, нагрузку 10 и две коммутационные схемы, кажда  из которых содержит соответственно коммутирующие дроссели И, 12 с первичными 13-16 и вторичными 17, 18 обмотками; коммутирующие конденсаторы 19, 20, коммутирующие тиристоры 21, 22, щунтированные в обратном наиравлении диодами 23, 24; разв зывающие диоды 25, 26 и вспомогательные дроссели 27, 28.

Рассмотрим принцип работы предлагаемой схемы однофазного тиристорного моетового инвертора.

В исходном положении коммутирующие конденсаторы 19 и 20 зар жены практически до напр жени  источника питани . Пусть инвертор формирует положительную полуволну напр жени  на нагрузке, при этом включены тиристоры 5 и 3.

На фиг. 2, а представлена крива  напр жени , формируема  на нагрузке; на фиг. 2,6, в - потенциалы точек, формируемые каждой тиристорной фазой инвертора. В момент времени ti, согласно фиг. 2, а, дл  выключени  тиристора 2 подаетс  импульс управлени  на коммутирующий тиристор 22, в результате чего к обмотке 15 коммутирующего дроссел  12 прикладываетс  напр жение коммутирующего конденсатора 20. Непосредственно на дросселе 12 за счет магнитной св зи верхней 15 и нижней 16 полуобмоток наводитс  напр жение, превыщающее напр жение источника питани . Напр жение дроссел  прикладываетс  к аноду тиристора 2 непосредственно и к катоду второго тиристора 3 через источник питани  1 и диод 7 моста обратного тока. Выбор числа витков полуобмотки 16 проводитс  исход  из необходимого обратного напр жени , прикладываемого к силовому тиристору моста, от величины которого, как известно, в значительной степени зависит врем  восстановлени  тиристоров.

Нар ду с принудительным выключением тиристора 2 на обмотке 18 коммутирующего дроссел  12 также наводитс  той же величины напр жение,  вл ющ еес  восстанавливающим дл  тиристора 3, который находитс  в одной фазе мостового инвертора с тиристором 2. Напр л ение, наведенное на обмотке 18, прикладываетс  к тиристору 3 через источник питани  и диод 6 моста обратного тока. Таким образом, данна  коммутационна  схема осуществл ет групповую пофазную принудительную коммутацию обоих тиристоров фазы инвертора.

После выключени  тиристора 3 осуществл етс  включение тиристора 2 (см. потенциал фь фиг. 2, в). При этом па промежутке времени ti-iz включены оба анодных тиристора 5 и 2, за счет чего создаютс  необходимые щунтирующие контуры дл  тока

нагрузки независимо от его направлени , а именно нагрузка замкнута через диод 6, обмотку 17, коммутирующего дроссел  11 и тиристор 5, либо через диод 9, обмотки 15 и 16, коммутирующего дроссел  12 и тиристор 2. В дальнейщем коммутирующий конденсатор 20 (см. фиг. 1) через обмотку 15 коммутирующего дроссел  12 и тиристор 22 перезар дитс  до обратного напр жени , после чего начнетс  новый перезар д конденсатора 20 через диод 24, обмотку 15 дроссел  12 до исходной пол рности напр жени  на обкладках. При этом вспомогательный тиристор 22 восстанавливает свои управл ющие свойства. По окончании перезар да конденсатора 20 до исходной пол рности начнетс  дозар д конденсатора 20 через всномогательный дроссель 28 п разв зывающий диод 26. Напр жение на коммутирующем конденсаторе 20 в момент начала дозар да через Uck несколько меньше напр жени  источника питани , за счет конечной добротности дроссел  12. Поэтому при дальнейптем дозар де конденсатора

20от источника питани  будет некоторое превышение напр жени  па коммутируюnteM конденсаторе над величиной напр жени  источника питани , однако оно не существенно из-за того, что разница (Е-Uch) также невелика п, кроме TOio, коптур дозар да имеет конечные добротности элементов . Практически конечное напр жение дрзар да коммутирующего конденсатора равно величине напр жени  источника питани .

По окончании интервала нулевых значений напр жени  на нагрузке (см. фиг. 2, а, б) в момент времени /2 подаетс  импульс управлени  на вспомогательный тиристор

21(см. фиг. 1) и первый узел коммутации осуществл ет аналогично выщеописанному принудительное выключение обоих тиристоров 5 и 4 первой стойки инвертора. Затем подаетс  открывающий импульс управлени  на тиристор 4 (см. фиг. 2,6) и за счет открытого состо ни  тиристоров 4 и 2 на нагрузке формируетс  отрицательна  полуволна напр жени  и т. д.

Таким образом, кажда  из тиристорных фаз формирует на своем выходном зажиме пр моугольный потенциал, при этом коммутируетс  кажда  из фаз соответственно СБОИМ узлом коммутации. Независимо от работы обоих узлов коммутации формируемые кривые напр жений инвсрторных фаз фа и фь (см. фиг. 2,6, в) можно сдвигать одну относительно другой от нул  до 180°, тем самым осуществл   регулирование выходного напр жени  от нул  до максимума.

Выполнение комлмутирующих дросселей по схеме с промежуточным отводом, к которому через вспомогательный тиристор подключен коммутирующий конденсатор, позвол ет получить необходимое обратное напр жение восстановлени  дл  тиристоров , а также позвол ет проводить выбор коммутирующего и вспомогательного дросселей с учетом их реальных добротностей при условии стабилизации иапр жени  на коммутирующем конденсаторе на уровне величины напр жени  источника питани . Стабилизаци  напр жени  на коммутирующем конденсаторе, а также стабильность в формировании обратного напр жени  на тиристорах инвертора позвол ет повысить устойчивость коммутации тока нагрузки и тем самым в значительной степени повышает надежность работы инвертора.

Предложенное схемное построение узлов коммутации позволило исключить св зь между необходимым напр жением на коммутирующем конденсаторе дл  устойчивой коммутации тока нагрузки и энергетическими показател ми инвертора. Оно позвол ет осуществить работу при высокой добротности как коммутирующего, так и дозар дного контуров и тем самым улучшить энергетические показатели инвертора.

За счет введени  вторичной обмотки коммутирующего дроссел  осуществлена коммутаци  анодного и катодного тиристоров каждой из инверторных фаз; тем самым расширен нижний предел регулировани 

выходного напр жени  до нул  при сохранении верхнего предела регулировани  выходного напр жени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Однофазный тиристорный мостовой инвертор , содержащий основные тиристоры, шунтированные обратными диодами, два узла коммутации, каждый из которых состоит из коммутирующих дроссел , тиристора , шунтированного обратным диодом, и конденсатора, который подключен одной обкладкой к одному из выводов дл  источника питани , а другой обкладкой - к одному из силовых электродов коммутирующего тиристора и через вспомогательный дроссель и разв зывающий диод подсоединен к другому выводу дл  источника питани , коммутирующие дроссели подключены

   к одному из выводов посто нного тока моста , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  энергетических показателей инвертора при расширении диапазона регулировани  выходного нанр лсени , коммутирующие дроссели выполнены с отпайками, к которым подключены другие силовые электроды к01ммутирующих тиристоров, и имеют вторичные обмотки, св занные с другим выводом посто нного тока моста.

   iViW,

   5,2 a I .3 I 5.J I