SU904153A1 - Автономный инвертор напр жени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано 3 устройствах электропривода и преобразовател х частоты со звеном посто нного тока.

Известны схемы автономных инверторов напр жени  с узлами коммутации основных тиоисторов, построенные на основе однофазного тиристорного моста, 8 диагонали которого включена коммутирующа  цепочка из конденсатора и дроссел .

Подобные схемы содержат минимальное количество реактивных элементов, что существенно улучшает массо-габаритные показатели преобразовательного устройства 1 и С 21.

Однако в указанных устройствах имеет место обща  или группова  коммутаци  основных тиристоров инвертора 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 предлагаемому по технической сущности  вл етс  схема автономного инвертора напр жени , содержащего трехфазные мосты основных тиристоров и обратных диодов, однофазный мост коммутирующих тиристоров и три коммутирующих трансфорto матора, две вторичные обмотки кажт дого из которых включены последовательно основным тиристорам соответствующей фазы инвертора, а первичные обмотки с последовательно под15 ключенными распределительными тиристорами образуют три последовательные цепочки, соединенные параллельно между собой и включенные в диагональ посто нного тока упом нутого одно20 фазного моста, в диагональ переменного тока которого включены параллельно соединенные коммутирующий конденсатор и цепочка, состо ща  из

3ЭО

двух встречно-последовательно соединенных дозар дных тиристоров с линейными дроссел ми в анодных цеп х, причем дозар дные тиристоры образуют своими катодами общую точку, подключенную к отрицательному входному выводу.

В данной схеме инвертора примен етс  повентильна  коммутаци  основных тиристоров последовательного типа , котора  обеспечивает хороший гармонический состав Выходного напр жени , а также жесткость выходной и линейность регулировочной характеристик инвертора. Кроме того, предусмотрено регулирование начального напр жени  на коммутирующем коКденсаторе , а значит и амплитуды колебательного тока в коммутирующей цепочке в зависимости от величины тока нагрузки, что при работе инвертора на переменную по величине нагрузку обеспечивает экономичное расходование коммутационной энергии, требуемой дл  запирани  основных тиристоров , т.е. повышаетс  КПД устройства С Ч .

Недостаток устройства заключаетс  в перенапр жени х на основных тиристорах на интервалах коммутации, снижающих надежность работы устройства.

Цель изобретени  - повышение надежности работы устройства за счет снижени  перенапр жений на основных тиристорах.

Поставленна  цель достигаетс  тем что автономный инвертор напр жени , содержащий подключенные ко входным выводам трехфазные мосты основных тиристоров и обратных диодов, а также однофазный мо-ст коммутирующих тиристоров с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, причем анодна  группа моста соединена с положительным входным выводом, а катодна  - с трем  параллельно соединенными последовательными цепочками , состо щими кажда  из распределительного тиристора и первичной обмотки коммутирующего трансформатора, дв вторичные обмотки которого включены последовательно между основными тиристорами соответствующей фазы инвертора , снабжен вспомогательным диодом и дозар дным тиристором, катод которого соединен с отрицательным входным выводом, а анод - с анодом вспомогательного диода, включенного

4

последовательно с последовательными цепочками и соединенного катодом с положительным входным выводом.

На фиг. 1 представлена принципиальна  схема автономного инвертора напр жени ; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства на интервале коммутации.

Инвертор содержит трехфазные мосты

основных тиристоров 1-.6 и обратных диодов 7-12, нагрузку 13, однофазный мост коммутирующих тиристоров и три коммутирующих трансформатора 13-20, вторичные обмотки 21-26 которых включены последовательно основным тиристорам соответствующей фазы инвертора, а первичные обмотки 27-2У с последовательно подключенными распределительными тиристорами 30-32 образуют три последовательные цепочки, соединенные параллельно между собой и подключенные последовательно с вспомогательным диодом 33 в диагональ посто нного тока упом нутого однофазного моста, в диагональ переменного тока которого включен коммутирующий конденсатор З, а между анодом вспомогательного диода 33 и от1рицательным входным выводом включен дозар дный тиристор 35.

Инвертор работает следующим образом .

Пусть в начальный момент времени t(, открыты тиристоры 1, 3 и 5, а

напр жение на коммутирующем конденсаторе З 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 тиристоры It, 16 и 30 „ При этом конденсатор 3 начинает перезар жатьс  по контуру 3 - 16 30 - 27 - 33 - I - 3, причем период перезар да приближенно (без учета активных потерь) выра : аетс  формулой

Т ,

где С - величина емкости коммутирующего конденсатора

L - величина приведенной к первичной обмотке 27 индуктивности трансформатора 18. На первичной обмотке 27 в момент ц по вл етс  напр жение, равное

Claims (3)

1. (без учета падени  напр жени  в провод щих тиристорах 14, 1б и ЗО) напр жению на конденсаторе 3 Это на 59 пр жение трансформируетс  на вторичные обмотки 21 и
2. 2. Коэффициент трансформации трансформаторов 1820 выбираетс  таким, чтобы на вторичных обмотках по вл лось напр жение большее по величине, чем напр жение источника питани  ЕО). 8 этом случае на запираемом основном тирис торе инвертора (в рассматриваемый коммутационный такт - это тиристор 1) по вл етс  импульс обратного анодного напр жени . Этот импульс прикладываетс  к тиристору 1 в момент времени tj (фиг. 2в), когда восстанавливает блокирующие свойства анодный р-п переход тиристора 1, При по влении на тиристоре 1 обратного анодного напр жени  ток фазы AlA переключаетс  на обратный диод 10, благодар  чему напр жение фазы А ид измен ет пол рность на противо положную практически без задержки относительно начала процесса коммутации тиристора 1 (интервал занимает около 1 мкс). Это позвол е обеспечить жесткость внешней и линейность регулировочной характеристики инвертора, В момент tg производ т отпирание дозар дного тиристора 35 по цепи уп равлени , и начинаетс  процесс доза р да конденсатора 3 по контуру 34-l6-30-27-35-Ed-U-
3. 3. Наличие источника напр жени  Е в данном контуре позвол ет восполнить потери энергии в конденсаторе З, имеющие место на интервале времени . В мсэмент t ток в конденсаторе З, спадает до нул , тиристоры , 16, 30 и 35 выключаютс , после чего на вторичные обмотки 21 и 2 перестает поступать напр жение с перезар женного конденсатора 3 и в момент времени t на тиристоре устана ливаетс  напр жение, равное по вели чине напр жению источника питани  инвертора Ео|. Начина  с момента времени tj, в принципе возможна коммутаци  очередного основного тиристора инверто ра. В последующий коммутационный та сначала осуществл ют отпирание tиpи торов 15 и 17, в также того распределительного тиристора из числа 3032 , который обеспечивает подачу обр ного анодного напр жени  на очередной запираемый тиристор инвертора. Затем, спуст  врем  задержки t tj - t , осуществл ют отпирание дозар дного тиристора 35. Регулирование интервала t. звол ет производить регулирование напр жени  на конденсаторе З, а значит и амплитуды коммутационного тока , что обеспечивает минимальные коммутационные потери при работе инвертора на измен ющуюс  по величине нагрузку . Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известным заключаетс  в повышении надежности работы инвертора при одновременном упрощении его схемы. Повышение надежности работы достигаетс  благодар  включению в момент tj в контур коммутации источника питающего напр жени  Ej, которое, трансформиру сь во вторичную обмотку коммутирующего трансформатора, направлено по отношению к запираемому основному тиристору в обратном направлении и потому облегчает услови  его выключени , а именно: снижает амплитуду выброса пр мого анодного напр жени  на основном тиристоре на этапе дозар да коммутирующего конденсатора и существенно увеличивает продолжительность приложени  к запираемому основному тиристору обратного анодного напр жени  в том случае, если момент включени  дозар дного тиристора tj опережает мойент t , когда на основном тиристоре по вл етс  пр мое анодное напр жение (пунктирна  крива  на фиг. 2в, построенна  дл  этого случа ). Упрощение инвертора обеспечиваетс  исключением двух линейных дросселей и использованием вместо двух дозар дных тиристоров одного дозар дного тиристора и вспомогательного диода. Формула изобретени  Автономный инвертор напр жени , содержащий подключенные ко входным выводам трехфазные мосты основных тиристоров и обратных диодов, а также однофазный мост коммутирующих тиристоров с коммутирующим конденсатов ром в диагонали переменного тока, причем анодна  группа моста соединена с положительным входным выводом-, а катодна  - с трем  параллельно соединенными последовательными цепоч7 . 90 ками, состо щими кажда  из распределительного тиристора и первичной обмотки коммутирующего трансформатора , две вторичные обмотки которого включены последовательно между ос .новными тиристорами соответствующей фазы инвертора, отличающийс   тем, что, с целью повышени  надежности путем снижени  перенапр жени  на основных тиристорах, он снабжен вспомогательным диодом и дозар дным тиристором, катод которого соединен с отрицательным входным выводом , а анод.- с анодом вспомогательного диода, включенного последовательно с последовательными цепоч8

   ками и соединенного катодом с положительным входным выводом.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1,Патент Японии № Ii7-12087, кл. 56 С 6, 1972.

   2,Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 02 М 7/315, 1968.

   3,Попков 0.3. Автономные инверторы напр жени  с улучшенной формой кривой выходного напр жени  Дис. на соиск, уч. степени канд. техн., наук. М. , МЭИ, 197.

   . Авторское свидетельство СССР по за вке № 2823356/2А-07, кл„ Н 02 М 7/515, 1979.

   Е У, tl . --  , t IrL У С ,,

   g