SU817873A1 - Трехфазный инвертор - Google Patents

Description

(54) ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относитс  к преобразовательной полупроводниковой технике, в частности к трехфазным инверторам напр жени  с широтно-импульсным управлением, не требующим предварительного перезар да коммутирующего конденсатора перед очередным выключением тиристоров. Такие инверторы широко примен ютс  в системах электроприводов с двигател ми переменного тока при питании от аккумул торной батареи. Последн  , как правило, .в процессе эксплуатации требует периодического зар да от сети переменного тока. Известенинвертор, содержащий пр мой тиристорный и обратный диодный трехфазные мосты, общий узел коммутации с одним конденсатором и два дроссел . 1. Недостатки такого инвертора заключаютс  в том, что необходимы дополнительные два дроссел  и два диода дл  сброса избытка энергии, накопленной в основных дроссел х инвертора за врем  разр да конденсатора , что в свою очередь приводит к увеличению коммутационных потерь энергии; нет возможности управл ть величиной напр жени  конденсатора при изменении нагрузки . При работе инвертора от аккумул торной батареи он не может использоватьс  в качестве управл емого выпр мител  дл  ее зар да от сети переменного тока. Известен также инвертор с общим узлом коммутации, содержащий восемь коммутирующих тиристоров, п ть конденсаторов и п ть дросселей, участвующих в коммутационном процессе 2. Недостатки этого инвертора состо т в том, что относительно большое число тиристоров , конденсаторов и дросселей усложн ет коммутационный узел и увеличивает его массу и габариты. Вместе с тем конденсаторы инвертора требуют перед очередной коммутацией подготовительного перезар да, в св зи с чем возрастают коммутационные потери энергии. Нар ду с указанными недостатками следует отметить, что обратный мост инвертора соединен с источником питани  через конденсатор, что ограничивает сферу использовани  инвертора. Инвертор напр жени  имеет .общий узел коммутации, состо щий из вентильного переключател , конденсатора, последовательно соединенного с переключателем, и дроссел  в цепи источника питани  3.

Такому инвертору свойственны повышенные коммутационные потери энергии, вызванные необходимостью подготовительного перезар да конденсатора и одновременным выключением всех шести тиристоров пр мого моста при разр де конденсатора. Вместе с тем высока  частота напр жени  конденсатора приводит к значительному увеличению его мощности, массы и габаритов.

Известен еще инвертор, который имеет коммутирующий узел, содержащий 10 тиристоров , два конденсатора и дроссели 4. Недостатки данного инвертора состо т в больщом количестве тиристоров и конденсаторов , необходимости подготовительного перезар да конденсаторов, и в рассеивании части энергии коммутирующих дросселей на специально включенных резисторах, с целью ограничени  напр жени  на конденсаторе. При этом увеличиваютс  масса и габариты инвертора, возрастают потери энергии в его силовых элементах, усложн етс  процесс управлени  и снижаетс  надежность инвертора. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  инвертор, содержащий подключенный ко входным выводам тиристорный мост, между тиристорами каждой фазы которого включен соответствующий дроссель, соединенный концами с одними электродами диодов соответствующей фазы обратного диодного моста, причем другие . одноим ;нные электроды диодов, объединенные соответственно в анодную и катодную группы, подключены анодной группой через вентиль к отрицательному входному выводу, а катодной группой через другой вентиль - к положительному входному выводу, и соединены между собой через два согласно-последовательно включенных коммутирующих тиристора , обща  точка которых соедин91а с одной обкладкой коммутирующего конденсатора , подключенного другой своей обкладкой к общей точке двух других коммутирующих тиристоров, соединенных со входными выводами.

Известное .устройство не требует подготовительного перезар да конденсатора, имеет автоматическое ограничение напр жени  конденсатора на уровне, близком к напр жению источника, обладает относительно малым числом коммутирующих элементов и не имеет перенапр жений на тиристоре пр мого моста 5.

Основной недостаток этого устройства заключаетс  в том, что в процессе перезар да конденсатора ток коммутации протекает по трем ветв м, одновременно через все фазные дроссели, что приводит к необходимости увеличени  их индуктивности, массы и габаритов. В период коммутации возникают повыщенные потери энергии.

Нар ду с этим следует отметить, что оно не может использоватьс  в режиме управл емого выпр мител  и не позвол ет регулировать величину напр жени  конденсатора .

Цель изобретени  - улучшение энергетических и массо-габаритных показателей за счет уменьщени  индуктивности дросселей и коммутационных потерь энергии, а также расширение функциональных возможностей инвертора в результате использовани  его в качестве управл емого выпр мител  дл  зар да аккумул торной батареи от сети переменного тока.

Указанна  цель достигаетс  тем, что соединение анодной и катодной щин обратного

моста с источником питани  выполнено посредством управл емых вентилей, причем направление проводимости последних противоположно ЭДС батареи.

На фиг. 1 представлена схема инвертора; на фиг. 2 - пример диаграммы импульсов управлени  тиристорами и форма напр жени  фазы; на фиг. 3 - диаграмма импульсов управлени  тиристорами и форма выходного напр жени  при работе инвертора в качестве выпр мител .

5 Принципиальна  схема инвертора, содержит мост на тиристорах 1-6, обратный диодный мост на тиристорах 7-12, коммутирующий узел в составе тиристоров 13-16 и конденсатора 17, два тиристора 18 и 19 и фазные дроссели 20-22.

Инвертор работает следующим образом.

Перед начальным подключением инвертора к нагрузке конденсатор зар жают, дл  чего необходимо включать тиристоры 13 и 15 совместно с любым из тиристоров катодной группы моста тиристоров 2, 4, 6, или тиристоры 14 и 16 одновременно с любым из тиристоров анодной группы моста тиристоров 1, 3, 5. Выключение тиристоров 1, 3 и 5 происходит в процессе разр да конденсатора после включени  тиристоров 13 и 15. Конденсатор разр жаетс  через один из фазных дросселей и открытый тиристор из группы 2, 4 и 6. При этом напр жение конденсатора прикладываетс  к тиристорам 1, 3 и 5 в направлении, противоположном их проводимости, что приводит к эффективному восстановлению вентильных свойств. По окончании разр да конденсатора включаетс  тиристор 18, через который разр жаетс  энерги  фаз активно-индуктивной нагрузки (23, 24 и 25).

Изменение задержки включени  тиристора 18 позвол ет управл ть величиной напр жени  конденсатора.

Дл  выключени  тиристоров катодной 5 группы включают тиристоры 14 и 16, а после разр да конденсатора включают тиристор 19, назначение которого аналогично тиристору 18.

Таким образом, производитс  разр д конденсатора через один дроссель и создаетс  возможность управлени  напр жением конденсатора в зоне значений, превосход щих напр жение батареи.

Пример диаграммы импульсовуправлени  тиристорами 1 -12 инвертора и форма напр жени  фазы приведены на фиг. 2, где

t - относительное значение времени,

у-относительна  длительность импульсов напр жени ,

ЦЛ - напр жение источника питани .

Дл  зар да батареи необходимо отсоединить две фазы нагрузки и на освободившиес  зажимы подключить источник переменного тока.

Регулирование тока зар да производитс  изменением задержки включени  тиристоров 18 и 19 относительно момента времени , при котором переменное напр жение зар да и становитс  равным напр жению аккумул торной батареи Щ. При достижении соотношени  U, U тиристоры 18 и 19 выключаютс .

Диаграмма импульсов управлени  тиристоров 18 и 19 и форма выходного напр жении при работе инвертора в качестве управл емого выпр мител  дана на фиг. 3, где ПИ - первичные импульсы, УЗ - управл ема  задержка, ИТ - импульсы управлени  вентил ми, пет - интервалы провод щего состо ни  вентилей, ИН - импульс силового напр жени .

Claims (5)

1.Ситник Н. X., Некрасов Л. Т., Беркович Е. И., Ягупов С. М. Автономные инверторы напр жени  с отделенными от нагрузки конденсаторами. М. «Энерги , 1968, с. 26.

2.Патент Англии № 1174118, кл. Н 02 m 7/52, 1969.

3.Патент Англии № 1288866, кл. Н 02 m 7/52, 1971.

4.Повышение эффективности устройств преобразовательной техники. Материалы

научно-технической информации, ч. 4. К., «Наукова думка, 1973, с. 167.

5.Павлущков Б. Э. Расчетные соотношени  в системе «Источник-инвертор-двигатель при формировании трехфазного напр жени  методом синхронизированной модул ции . Депонированна  рукопись в Информэлектро . № 118-Д/77, 1977.

Z4

2S

иг.1