SU811458A1 - Автономный инвертор - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к иреобразовательной технике, а именно к автономным инверторам тока, и может быть нспользовано в преобразовател х носто нного напр жени  в переменное, например, дл  источников гарантированного ннтани .

Р1звестен автономный инвертор, содержащий тиристорный мост с дросселем в цени посто нного тока и параллельными конденсаторами в выходной цепи Т1. В таком инверторе выходное напр жение сильно зависит от величины тока нагрузки.

Известен также инвертор, в котором дл  стабилизации выходного напр жени  используетс  дополнительный тиристорный мост - обратный выпр митель |2. Однако использование обратного выпр мител  приводит к существенному усложнению инвертора .

Наиболее близким но технической сущности к изобретению вл етс  автономный инвертор с дроссел ми в цепи посто нного тока, в котором дл  стабилизации выходного напр жени  используютс  только два днода, св зывающие нулевую точку конденсаторов , соединенных в звезду, с входными выводами инвертора 3.

Однако надежность такого инвертора недостаточно высока, так как его коммутационна  устойчивость определ етс  только

запасом реактивной мощности конденсаторов . Кроме того, наличие двух дросселей несколько усложн ет инвертор и приводит к ухудшению его массогабаритных иоказателей .

Целью изобретени   вл етс  упрощение инвертора, улучщение его массогабаритных показателей и повышение надежности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что к автономном инверторе, содержащем тиристорный мост с дроссел ми в цепи носто нього тока, коммутирующие конденсаторы, соединенные в звезду и подключенные к выходным выводам, два диода, соединенных последовательно и включенных в обратном направлении между положительным и отрицательным входными выводами, причем обща  точка диодов и обща  точка конденсаторов объединены, обмотки дросселей раснолол ены на общем магнитопроводе.

С целью улучщени  гармонического состава кривой вы.ходного напр жени  последовательно с каждым из упом нутых диодов могут быть включены дополнительные дроссели.

На фиг. 1 приведена принципиальна  схема автономного инвертора; на фиг. 2 - временные диаграммы.

Инвертор содержит тиристоры 1-6, диоды 7 и 8, магнитно-св занные дроссели

9 ii 10, оммут11р 1ои не комденсаторь; ,

В нормальном режиме работы тиристоры 1-6 переключаютс  иоочередно через 60 эл. град, в пор дке их иумерации узкими сдвоениыми управл ющими импульсам. обеспечива  формироваиие на выходе инвертора трехфазной системы иаир жений. Коммутаци  - запирание тиристоров обеспечиваетс  конденсаторами И-13. Напр жение на коидеисаторах в диапазоне номинальных нагрузок меньше входного напр жени  инвертора, поэтому диоды 7 и 8 наход тс  в непровод щем состо ннн.

При снижении ьагрузки происходит накопление избыточиой реактивной энергии в коммутируюншх конденеаторах и возрастание напр жени  на них. Как только оио достигиет величииы входного напр жепи . диоды 7 и 8 но очереди отиираютс  под разностью соответствующего фазиого п входиого наир /кепнй, обеспечива  ограинЧепие - стабилизацию фазпых панр жений на коммутируюгцих конденсаторах и на выходе ннвертора на уровне его входного напр жени .

Работа иивертора по сп етс  времеинымп диаграммами (фиг. 2).

Пусть индуктивность входных дросселе 9 н 10 близка к бесконечности, инвертор работает в режиме, близком к холостому ходу, и в момент времени t О отиираютс  тиристоры 1 н 6. Пол рность напр жений па коммутирующих копдепсаторах 11 -13 соответствует при этом указанной на фиг. 1. Входной ток протекает по непи: дроссель 9, тиристор 1, кондеисаторы 12 п

11(и пагрузку), тиристор 6 н дроссель 10, обеспечива  перезар д конденсаторов 11 н

12и нитаиие нагрузки.

Как только нанр жение па копдепсаторе 11 достигнет величины входного напр жени , происходит отпирание диода 7 и образование двух новых контуров протекани  тока: контура а - источник питани , диод 7, конденсатор И, тиристор б, дроссель 10, тиристор 6 и контура б - дроссель 9, тиристор 1, конденсатор 12, диод 7.

Благодар  жесткой магнитной св зи между дроссел ми 9 и 10 под разностью напр жени  на конденсаторе И и нанр  жени  источника ннтани , действуюншх в контуре а, нрисходит мгновенное запирание тиристора 6 и переключение тока с дроссел  10 в дроссель 9. При этом ток в дросселе 9 возрастает в два раза и иротекает по контуру б, обеспечива  продолжение перезар да коиденсатора 12. Ток из питающей сети прекращает поступать, а избыточна  энерги , запасенна  в дроссел х 9 н 10 и конденсаторе 12, идет на перезар д конденсатора 13 н поступает в нагрузку .

Через интервал t подаютс  сле3 (0

дуюн111е но очередности нравл ющ с н.мпульсы на тиристоры 1 и 2. Отпирание тиристора 2 приводит к заппранню диода 7 за счет разности входного наир жеин  п нанр жеии  иа конденсаторе 13,  в.т юндегос  дл  диода 7 обратным, н к образованию нормального контура н 1отекан11  рабочего тока: источник питани , дроссель 9, тиристор 1, конденсаторы 12 п 13. тиристор 2 п дроссель 10. При этом за счет жесткой магнитной св зи ме:.кду дроссел ми 9 и 10 происходит скачкообразное снижение тока в дросселе 9 в два раза, а в дросселе 10 - возрастаннс с нул  до иолного тока, что обеснечивает продолжение ьормальной работы ннвертора н дальнейшее формирование напр жени  иа его выходе с соответствующим нерезар дом конденсаторов . Далее инвертор работает аналогично .

Па фнг. 2 а нриведена форма кривой входного тока инвертора, образованна 

пр моугольниками длительностью - -а, 3

разделенными паузами ос, соответствующимн времени иринудительпого запертого состо ни  тиристоров 1-6 при работе диодов 7 и 8.

На фнг. 2 б и в нриведены формы кривых токов, нротекающнх через дроссели 9 и 10 и тиристоры 1-6. За счет жесткой магннтной св зи в момент нрекращени  протекани  тока в одном пз дросселей происходпт скачкообразпое возрастание тока в

два раза в другом дросселе, а длительность провод щего состо нн  каждого из тнристоров 1-6 составл ет 2rt/3 - а.

Па фнг. 2 г приведена форма кривых токов через обратные диоды 7 н 8, нредставл ющпх собой нр моугольники тока с амплитудой 2/ и длительностью а. Поскольку диоды работают по двухтактной схеме, каждый из них отпираетс  за период три раза.

На фиг. 2 д показана форма кривой тока иа выходных зажимах инвертора - фаза А. За счет упреждающего запирани  тиристоров 1 и 6 длительность токовых им2л , 2л пульсов сокращаетс  с до (- ее,

т. е. на угол а, в них по вл етс  дополнительна  стуненька тока длительностью а,

а бестокова  пауза возрастает с - до

. 3

На фиг. 2 е ноказана форма кривой напр л ени  на одном из конденсаторов 12 - фаза А.

На фиг. 2 ж ноказана форма кривой напр жени  на тиристоре. Интервал восстановлени  занирающих свойств возрастает на угол а. Кроме того, за счет скачкообразного возрастани  тока в дроссел х

9 и 10 в два раза в моменты упреждающего запирани  тиристоров, привод щего к ускоренному перезар ду соответствующих конденсаторов, в кривых напр жений ио вл ютс  дополнительные изломы.

При изменении нагрузки от поминальной до минимальной происходит возрастание напр жени  на выходе инвертора (и кондеиеаторах). Однако наличие обратных диодов 7 и 8 и жесткой магнитной св зи между дроссел ми 9 и 10 ограиичивают это напр жение на уровне входного, при этом возрастает угол принудительного запирани  тиристоров а от О до --- , уменьша 

тем самым поступление энергии в иивертор из питающей сети.

Дл  дальнейн1его улучшспп  гармонического состава тока инвертора последовательно в цепь обратных диодов можно устанавливать дополнительные дроссели. П тем подбора иараметроз инвертора (соотношепи  емкостей и индуктивиостей) можио добитьс  такого режима работы инвертора , при котором в режиме стабилизацип выходного напр жени  инве ггора тпристоры работают полные 120 УЛ. град, (угол принздительиого запирани  тиристоров .а 0). Такой режим работы аиалогичен режиму работы ииверторов с обратным мостом и дроссел ми в его анодных и катодных цеп х.

Таким образом, в предлагаемом пиверторе обеспечиваетс  упрощепие схемы и снижение массогабаритных показателей за счет выполнени  входных дросселей на общем магнитопроводе. Кроме того, за ечет увеличенн  времени, предоставл емого тиG

ристорам дл  восстановлени  запирающих свойств, повышаетс  надежность инвертора .

Форм у л а и 3 о б р е т с i и  

1.Автономный инвертор, содержащий тиристориый мост с дроссел ми в цепи

посто нного тока, коммутнрующие конденсаторы , соединенные в звезду ii подключенные к выходным выводам, два диода, соединенные ноеледовательно и включенные в обратном направлении eждy ноложительным и отрицательиым входными вывода.ми, причем обща  точка диодов и обита  точка конденсаторов объединены, о т л и ч а ющийс  тем, что, с целью уирощени  инвертора , улучшени  его массогабаритиых

показателей н повышени  иадежности, обмотки дросселей расположены на обн1ем магнитоироводе.

2.Автономный инвертор но п. 1, отличающийс  тем. что, с целью улучшени 

гармонического состава криво; выходного ианр жени , в не1чт введены дополнительные дроссели, включенные иоследовател1 но с каждым из упом нутых диодов.

Источинки информации,

ирин тые во внимание ири экепертизе

1.Лабенцов В. А. Автоиомиые тиристорные ииверторы, М, «Энерги , 1967,

с. 89, рис. 43.

2.Там же, с. 32, рис. 13, а.

3.Авторское свидетельство СССР Хо 615577, кл. Н 02 М 7/515, 1975.

Т Т Т;

.f ,

/ .4

Claims (2)

1. Автономный инвертор, содержащий тиристорный мост с дросселями в цепи

10 постоянного тока, коммутирующие конденсаторы, соединенные в звезду и подключенные к выходным выводам, два диода, соединенные последовательно и включенные в обратном направлении между положитель15 ным и отрицательным входными выводами, причем общая точка диодов и общая точка конденсаторов объединены, отлпчающ и й с я тем, что, с целью упрощения инвертора, улучшения его массогабаритных 2о показателей и повышения надежности, обмотки дросселей расположены на общем магнитопроводе.

2. Автономный инвертор по π. 1, отличающийся тем. что. с целью улучшения

25 гармонического состава кривой выходного напряжения, в него введены дополнительные дроссели, включенные последовательно с каждым из упомянутых диодов.