SU838971A1 - Автономный инвертор напр жени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитен к электротехнике и может быть использовано дл  любого варианта cxei«aj тириоторного инвертора напр жени  с однофазной и трехфазной нагрузкой.

Известны схемы автономных инверторов напр жени  с узлами коммутации сановных тиристоров, построенные на основе однофазного тиристорного моста, в диагонали которого включена коммутйруюда  цепочка из конденсатора и дроссел . Подобные схемы содержат минимальное количество реактивны элементов, -что существенно улучшает массогабаритные показатели преобразовательного устройства 1 и 2.

Однако в данных устройствах имеет место обща  или группова  коммутаци  основных тиристоров иньертора и, следовательно, не обеспечиваетс  такой гармонический состав выходного напр жени , который достигаетс  при повентильной коммутации тиристоров, например, методом дополнительных коммутаций на полупериоде 3,

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности  вл етс  схема трехфазного автономного инвертора напр жени , содержащего подключенные ко входным выводам мост .основных тиристоров, шунтированных обратными диодами, параллельно каждому из которых подключены через двухоперационные тиристоры вторичные обмотки импульсного трансформатора , и однофазный коммутирующий тиристорный мост, в диагональ посто нного тока которого включена первич

0 на  обмотка упом нутого импульсного трансформатора, а в диагональ пере-. менного тока - параллельно соединей-. ные коммутирующие реактивна  цепочка состо ща  из конденсатора и дроссе5 л , и цепочка из двух дозарлдных тиристоров, катоды которых образуют общую точку и ею подключены к отрицательному выводу источника питаний инвертора.В данной схеме инвертора

0 обеспечиваетс  повентильна  коммутаци  основных тиристоров и, кроме того, возможно регулирование начального напр жени  на коммутирующем конденсаторе , а значит и амплитуды

5 колебательного тока в коммутирующей цепочке в зависимости от величины тока нагрузки, что  вл етс  достоинством устройства при его работе на переменную по величине нагрузку, поскольку обеспечиваетс  экономичное

0

расходование коммутационной энергии, требуемой дл  запирани  основных

тиристоров, т.е..повышаетс  коэффициент полезного действи  устройства 4.

Недостаток данного устройства

I  вл етс  неудовлетворительное дл  р да случаев практического применени инвертора качество его выходного напр жени , что  вл етс  следствием применени  в инверторе параллельной г а не пос -|:едовательной коммутации, котора  в отличие от последней часто не обеспечивает требуемой линейности регулировочной характеристики и жесткости выходной характеристики преобразовательных устройств особенно в области высоких рабочих частот.

Цель изобретени  - улучшение качества выходного напр жени  инвертора ,

Поставленна  цель достигаетс  темр что в автономный инвертор напр жени , содержащий подключенные ко входным выводам трехфазный мост основных тиристоров, последовательно с каждым из которых включены трансформаторные обмотки, и трехфазный мост обратных диодов, однофазный тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали, св занным своими обкладками с анодами двух цозар дных тиристоров, подключенных катодами к отрицательному входному выводу, причем катодна  группа однофазного моста св зана с одним концом первичной обмотки импульсного . трансформатора, другой конец которой соедкнен с анодной группой этого же моста и положительным входным выводом, снабжен трем  распределительными тиристорами,, двум  дополнительными импульсныг-зИ трансформаторами   двум  дроссел ми, включенными между обкладками коммутирующего конденсатора и анодами дозар дных тиристоров, а в качестве трансформаторных обмоток каждой фазы использованы вторичные обмотки соответствующего импульсного трансформатора , причем первичные обмотки всех и myльc ыx трансформаторов с последовательно соединенными с ними распределительными тиристорами, подключейными анодами к катодной группе однофазно1о моста, соединены параллельно .

На фиг. 1 представлена принципиальна  схема предлагаемого автономного инвертора напр жени  в трехфазном мостовом варианте исполнени  на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства на интервале коммутации.

Трехфазный мостовой конвертор содержит основные тиристоры 1-6, последовательно каждому из которых включена одна из вторичных обмзток 7-12|, расположенных по две обмотки

на каждом из трех импульсных трансформаторов 13-15, а каждую цепочку из основного тиристора и вторичной обмотки шунтирует обратный диод 16-21, трехфазную нагрузку 22 и однофазный мост из коммутирующих тиристоров 23-26. В диагональ переменного тока этого моста включены параллельно соединенные коммутирующа  реактивна  цепочка 27, состо ща  из конденсатора 28, и цепоч ка из двух доза;р дных тиристоров 29 и 30 и двух линейных дросселей 31, 32, причем дозар дные тиристоры образуют своими катодами общую точку , котора  соединена с отрицательным входным выводом, В диагональ посто нного тока включены три параллельно соединенные цепочки, в каждую из которых входит один распределительный тиристор из числа 33-35 и одна из первичных обмоток 36-38, расположенных соответственно на трансформаторах 13-15.

Инвертор работает следующим образом .

Claims (4)

1. Пусть в начальный момент tg открыты тиристоры 1, 3, и 5, а напр жение на коммутирующем конденсаторе 28 имеет положительный потенциал на правой обкладке. В момент времени t начинаетс  процесс коммутации тиристора 1. Дл  выключени  тиристора 1 подают импульсы положительного тока управлени  на тиристора 23, 26 и 33, При этом конденсатор 28 начинает перезар хотьс  по контуру 28-26-33-26-23-28. На первичной обмотке 36 в момент t по вл етс  напр жение , равное (без учета падени  напр жени  в провод щих тиристорах 23, 26 и 33) напр жению на конденсаторе . 28. Это напр жение трансформируетс  на вторичные 7 и 10, Коэффициент трансформации трансформаторов 13-15 выбирают таким, чтобы на вторичных обмотках по вл лось напр жение большее по величине, чем напр жение источника питани , В этом случае на запираемом основном тиристоре инвертора (в рассматриваег «лй коммутационный такт - это тиристор 1) по вл етс  импульс обратного анодного напр жени . Этот импульс прикладываетс  к тиристору 1 на интервале времени t/2.- t {фиг. 2, в) после того, как в момент t восстанавливает блокирующие свойства анодшлй р-п-переход тиристора 1. Когда на гиристоре 1 по вл етс  Обратное анодное напр жение, ток фазы А переключаетс  на обратный диод 19, благодар  чему напр жение фазы А измен ет пол рность на противоположную практически бб:з задержки отнсхзительно начала процесса коммутации тиристора I (интервал tj, -t/, занимает около 1 мне), в то врем , j как в известном устройстве это происходит со значительной (нескол ко дес тков микросекунд) задержкой что ограничивает использование инвертора в диапазоне верхних частот а кроме того, эта задержка нестабильна и зависит от величинк тока нагрузки. Отсутствие указанной задержки улучшает качество выходного напр жени  по сравнению с известны устройством, а именно делает более жесткой внешнюю характеристику и повышает линейность регулировочной характеристики инвертора. В момент ty производ т отпирание тиристора 30 по цепи управлени , и начинаетс процесс дозар да конденсатора 28 по контуру 28-32-30 - источник питани  инвертора - 23-28. Наличие источника напр жени  в данном контуре позвол ет восполнить потери энергии в конденсаторе 28, имеющие место на интервале времени , fi момент tg ток в конденсаторе 28 спадает до нул , тиристоры 23, 26, 33 и 30 выключаютс , после чего на вторичные обмотки 7 и 10 перест поступать напр жение с перезар женного конденсатора 28 и в момент ty на тиристоре устанавливаетс  напр жение, равное по величине напр жению источника питани  инвертора . Таким образом, благодар  гальванической разв зке коммутирую щего конденсатора 28 от основных тиристоров 1-6 с помощью импульсны трансформаторов 13-15 перенапр жение на основных тиристорах, инвертора по вл ютс  только на кратковременном (несколько дес тков или даже единиц микросекунд) интервале времени tf gpenanpa. 5 - tg ,что бла гопри тно сказываетс  на предельно коммутируемой инвертором мощности, потому что тиристоры достаточно устойчивы к кpaткoвpeм6нны перегрузкам по напр жению, так как в данном устройстве скорость нарастани  пр мого напр жени  на основных тиристорах ограничена до сравнительно небольших величии {фиг, 2, в) , Начина  с момента t-j в принципе возможна коммутаци  очередного основного тиристора инвертора, В следующий коммутационный такт сначала осуществл ют отпирание тиристоров 24 и 25, а также того распределительного тиристора из числа 33-35, который обеспечивает подачу обратного анодного напр жени  на очередной запираемый основной тиристор инвертора. Затем, спуст  врем  задержки Ьэад %- t-,, осуществл ют отпирание дозар дного тиристора 29. Регулирование интервала времени ЬзддПозйоЯ ет производить регулирование нгшр жени  на конденсаторе 28, а значит и амплитудам коммутационного тока, что обеспечивает минимальные коммутационные потери при работе инвертора на измен ющуюс  по величине нагрузку. Формула изобретени  Автономный инвертор напр жени , содержащий подключенные ко входным выводам трехфазный мост основных тиристоров, последовательно с каждым из которых включены трансформаторные обмотки, и трехфазный мост обратных диодов, однофазный тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали, св занным своими обкладками q анодами двух дозар дных тиристоров, подключенных катодами к отрицательному входному выводу, причем катодна  группа однофазного моста св зана с одним концом первичной обмотки импульсного трансформатора , другой конец которой соединен с анодной группой этого же моста и положительным входным выводом , отличающийс   тем, что, с целью улучшени  качества выходного напр жени , он снабжен трем  распределительными тиристорами, двум  дополнительными и /пyльcными трансформаторами и двум  дроссел ми, включенными, каждый, между обкладками коммутирующего конденсатора и анодами дозар дных тиристоров, а в качестве трансформаторных обмоток каждой фазы использованы вторичные обмотки соответствующего импульсного трансформатора, причем первичные обмотки всех импульсных трансформаторов с последовательно соединеннымл с ними распределительными тиристорами , подключенными анодами к катодной группе однофазного моста, соединены параллельно. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Японии № 4712087, кл. 5666, 1972.
2. 2.Авторское свидетельство СССР , 248827, кл. И 02 М 7/515, 1968.
3. 3.Попков О.З. Автономные инверторы напр жени  с улучшенной формой кривой выходного напр жени . Дне. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. М., МЭИ, 1974.
4. 4.Авторское свидетельство СССР 572884, кл. И 02 М 7/515, 1975.

   i,.,..

   .i