Claims (3)
Изобретение относитс к электротёх нике и может быть использовано в устройствах электропривода и преобразовател х частоты со звеном посто нного тока. Известны схемы автономных инверторов напр жени с узлами коммутации основных тиристоров, построенные на основе однофазного тиристорного моста , в диагонали которого включена коммутирующа цепочка из конденсатора и дроссел fl1 и 2 Х 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 з1. Наиболее близкой к изобретению 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 трансформатора,, вторичные обмотки которых включены последовательно основным тиристорам соответствующей фазы инвертора, а первичные обмотки с последовательно подключенными распределительными тиристорами образуют три соединенные параллельно между собой распределительные цепочки, одни концы которых подключены к тиристорам катодной группы упом нутого однофазного моста, другие концы подключены через дозар дный тиристор к отрицательному входному выводу, $ через вспомогательный диод - к положительному входному выводу , В данной схеме инвертора осуществл етс повентильна коммутаци . основных тиристоров по следов а те ль типа, котора обеспечивает хоро ший гармонический состав выходного напр жени , а также жесткость выход39 ной и линейность регулировочной характеристик инвертора. Кроме того, предусмотрено регулирование начально го напр жени на коммутирующем кондейсаторе , а значит и амплитуды колебательного тока в коммутирующей цепочке в зависимости от величины тока нагрузки, что при работе инвертора на переменную по величине нагру ку обеспечивает экономичное расходоайние коммутационной энергии, требуемой дл запирани основных тиристоров , т.е. повышаетс КПД устройства 4. Недостатками устройства вл ютс сравнительно сложна схема инвертора и его неудовлетворительные массогабаритные показатели, что обусловлено наличием в инверторе трех коммутирующих трансформаторов, сердечники которых имеют воздушные зазоры. Цель изобретени - .улучшение массогабаритных показателей и упрощение устройства. Поставленна цель достигаетс тем что в автономный инвертор напр жени содержащий трехфазные мосты основных тиристоров и обратных вентилей, одно фазный мост коммутирующих тиристоров с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, катодна группа тиристоров которого подключена через дозар дный тиристор к отрицатель ному входному выводу, а через вспомогательный диод к положительному входному выводу, а также коммутирующий индуктивный элемент, в качест ве последнего использован линейный коммутирующий дроссель, один конец которого подключен к положительному входному выводу, а другой конец к анодам основных и коммути1)ующих тиристоров, образующих анодные группы упом нутых мостов, а в качестве обратных вентилей используют тиристо ры. На фиг. 1 представлена принципиал на схема автономного инвертора напр жени ; на фиг. 2 - временные диаграммы , по сн ющие работу устройств на интервале коммутации. Инвертор содержит трехфазные мосты основных 1-6 и обратных тири торов, нагрузку 13, однофазный мост коммутирующих тиристоров с ком мутирующим конденсатором 18 в диагонали переменного тока, к катодной группе тиристоров которого подключены анодами дозар дный тиристор 19 и вспомогательный диод 20, а к анодной группе однофазного моста подключен линейный коммутирующий дроссель 21. Инвертор работает следующим . Пусть в начальный момент времени t открыты тиристоры 1, 3 и 5, а коммутирующий конденсатор 18 зар жен до напр жени U, при положительном потенциале на правой обкладке, причем , UQ7 Е из-за раскачки напр жени в колебательном LC-контуре, где Ел - напр жение источнику, питани . В момент времени t. начинаетс процесс коммутации тиристора 1, дл чего подают отпирающие импульсы управлени на тиристоры Н, 16 и 10. При этом конденсатор 18 начинает перезар жатьс по контуру тиристор 16 диод 20 - дроссель 21 - тиристор Ц (фиг. 2 а), где - напр жение на, конденсаторе 18. Период перезар да приближенно (без учета активных потерь ) выражаетс формулой : . Т 21Г1/1Г, (1) где С - значение емкости конденсатора 18; L - значение индуктивности дроссел 21. Так как UQ ; результирующее напр жение в контуре дроссель 21 источник - тиристоры 10 и 1 - дроссель 21 оказываетс обратным дл тиристора 1. Анодный ток iq через неГО в момент времени t измен ет свое направление на обратное, а в момент tj когда восстанавливает блокирующие свойства анодный р-п переход тиристора 1 , на нем по вл етс обратное анодное напр жение (фиг. 2 в). В момент t ток фазы А переключаетс на тиристор 10 и напр женке фазы А ид измен ет пол рность на противоположную (фиг. 2 г) практически без задержки относительно начала процессу коммутации тиристора 1. Это позвол ет-обеспечить жесткость внешней и линейность регулировочной характеристик инвертора . В момент to 43 тиристоре 1 по вл етс пр мое анодное напр жение, и к этому моменту времени он должен успеть восстановить непровод щие свойства . В момент tj производ т отпирание дозар дного тиристора 1 и начинаетс процесс дозар да конденсатора 18 по контуру тиристоры 18 и 19 - источ ник - дроссель 21 - тиристор 1. Наличие источника напр жени EJ в данном контуре позвол ет восполнить потери энергии в конденсаторе 18, име . ющие место на интервале времени t.-t В момент t ток в конденсаторе 18 спадает до нул , после чего в момент t тиристоры 14 и 16 и 19 восстанав ливают непровод щие свойства, а на тиристоре 1 устанавливаетс пр мое напр жение Ej . . Начина с момента ц в принципе возможна коммутаци очередного основ ного тиристора инвертора. В следующи коммутационный такт сначала осуществл ют отпирание тиристоров 15 и 17, а также того тиристора из числа который обеспечивает подачу обратного анодного напр жени ,на очередной запираемый, тиристор инвертора. Затем спуст врем задержки t.- t , осуществл ют отпирание доЗар дного тиристора 19. Регулирование интервала мп позвол ет как и в противопоставл емом устройстве производить регулирование напр жени на конденсаторе 18,.а значит и амплитуды коммутационного тока что обеспечивает минимальные коммутационийе потери при работе инвертора на измен емую по величине нагрузку : Предлагаемое устройство характеризуетс простотой и улучшенными массогабаритными показател ми по сравнению с известным. Это достигаетс использованием в качестве обратных вентилей , тиристоров вместо диодов, причем данные тиристоры выполн ют и функции распределительных тиристоров обеспечива повентильную коммутацию основных тиристоров инвертора. Применение одного линейного коммутирующего дроссел вместо трех коммутирующих трансформаторов. Из-за подмагничивани протекающим по вторичным обмоткам током нагрузки сердечника коммутирующих трансформаторов известного устройства работают на частнрм ци.кле петли гистерезиса. Это ухудшает массогабаритные показатели трансформаторов и всего инвертора в целом. Кроме того, коммутирующие трансформаторы сложны в изготовлении, так как их сердечники должны иметь строго определенную длину воздушного зазора дл получени требуемой индуктивности L, значение которой согласно формуле (1) определ ет врем перезар да коммутирующего конденсатора и часть этого времени -продолжительность приложени к основному тиристору обратного анодного напр жени (интервал t на фиг. 2 в). Сравнительно небольша индуктивность L(особенно при использовании основных тиристоров с малым временем выключени ) требует довольно большой длины воздушного зазора, котора приводит к значительному выпучиванию магнитного потока в зазоре. Это резко затрудн ет аналитический .оасчет проектируемого трансформатор и не позвол ет обеспечить хорошую магнитную св зь между его первичной и вторичными обмотками, котора необходима дл передачи импульса запирающего напр жени с коммутирующего конденсатора на основние тиристоры с наименьшими потер ми. :В данном же устройстве коммутирующий дроссель имеет одну обмотку и может быть выполнен без ферромагнитного сердечника. Формула изобретени Автономный инвертор напр жени , содержащий трехфазные мосты основных тиристоров и обратных вентилей, однофазный мост коммутирующих тиристоров с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, катодна группа тиристоров которого подключена через дозар дный тиристор к отрицательному входному выводу, а через вспомогательный диод - к положительному входному выводу, а также коммутирующий индуктивный элемент, отличающийс тем, что, с . целью улучшени массогабаритных показателей и упрощени , в качестве коммутирующего индуктивного элемента использован линейный коммутирующий дроссель, один конец которого подключен к положительному входному выводу, а другой конец - к анодам основных и коммутирующих тиристоров, образунйцих анодные группы упом нутых мостов, а в качестве обратных вентилей использованы тиристоры. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Японии tT «7-12087, кл. 56 С 6, 1972. The invention relates to electrical equipment and can be used in electric drive devices and frequency converters with a DC link. Autonomous voltage inverter circuits with switching nodes of main thyristors are known, based on a single-phase thyristor bridge, the diagonal of which includes a switching circuit of a capacitor and fl1 and 2 X throttles. However, in these devices the common or group switching of the main inverter thyristors takes place, and therefore this harmonic composition of the output voltage is not achieved, which is achieved when the thyristors switch to the povent switch, for example, by the method of additional switching at the half iodine P1. Closest to the invention in its technical essence is a circuit of an autonomous voltage inverter. containing three-phase bridges of primary | thyristors and reverse diodes, a single-phase bridge of switching thyristors and three switching transformers, the secondary windings of which are connected in series to the main thyristors of the corresponding phase of the inverter, and the primary windings with three series-connected distribution thyristors form one parallel connected to each other distribution chains, one ends which are connected to the thyristors of the cathode group of the mentioned single-phase bridge, the other ends are connected via d Illuminant thyristor to the negative input terminal, $ through the auxiliary diode to the positive input terminal. In this inverter circuit, the valve is ventilated. The main thyristors are traces of an atele type, which provides a good harmonic composition of the output voltage, as well as output stiffness and linearity of the inverter control characteristics. In addition, it is possible to control the initial voltage on the switching capacitor, and hence the amplitude of the oscillatory current in the switching chain depending on the load current, which, when the inverter operates on variable load, provides an economical expenditure of switching energy required to lock the main thyristors i.e. The efficiency of the device 4 is improved. The device’s drawbacks are the relatively complicated circuit of the inverter and its unsatisfactory weight and size parameters, which is caused by the presence of three switching transformers in the inverter, whose cores have air gaps. The purpose of the invention is to improve the weight and dimensions and simplify the device. The goal is achieved by the fact that in a standalone voltage inverter containing three-phase bridges of main thyristors and non-return valves, one phase bridge of switching thyristors with a switching capacitor in the alternating current diagonal, the cathode group of the thyristors of which is connected to the negative input terminal and through the auxiliary a diode to the positive input terminal, as well as a switching inductive element, as the latter used a linear switching choke, one end n is connected to the positive input terminal and the other end to the anodes of the main and kommuti1) uyuschih thyristors constituting the anode of said group of bridges, and in use as tiristo ry return valves. FIG. 1 shows the principle of an autonomous voltage inverter circuit; in fig. 2 - timing diagrams explaining the operation of devices in the switching interval. The inverter contains three-phase bridges of main 1-6 and reverse thyristors, load 13, single-phase bridge of switching thyristors with commutating capacitor 18 in the diagonal of alternating current, to the cathode group of the thyristors which are connected by the anodes of the discharge thyristor 19 and the auxiliary diode 20, and to the anode group single-phase bridge connected linear switching choke 21. The inverter operates as follows. Let the thyristors 1, 3 and 5 be open at the initial time t, and the switching capacitor 18 is charged to the voltage U, with a positive potential on the right plate, and, UQ7 E, due to the buildup of the voltage in the oscillating LC circuit, where - voltage source, power. At time t. The switching process of the thyristor 1 begins, for which unlocking control pulses are applied to the thyristors H, 16 and 10. At the same time, the capacitor 18 begins to recharge along the circuit. The thyristor 16, diode 20 — choke 21 — thyristor C (Fig. 2a), where is the voltage on the capacitor 18. The recharge period approximately (without taking active losses into account) is expressed by the formula:. T 21G1 / 1G, (1) where C is the value of the capacitance of the capacitor 18; L is the value of inductance drossel 21. Since UQ; the resulting voltage in the circuit choke 21 source - thyristors 10 and 1 - choke 21 turns out to be the opposite for thyristor 1. The anode current iq through it at time t changes its direction to the opposite, and at time tj when the anode p-p recovers the blocking properties the transition of the thyristor 1, the opposite anode voltage appears on it (Fig. 2c). At time t, the phase A current switches to the thyristor 10 and the phase A voltage id changes the polarity to the opposite (Fig. 2g) almost without delay relative to the start of the switching process of the thyristor 1. This allows the external stiffness and linearity of the inverter control characteristics . At time of 43 the thyristor 1 appears the direct anode voltage, and by this time it should have time to restore the non-conductive properties. At time tj, the dose thyristor 1 is unlocked and the dose process of the capacitor 18 starts along the circuit of the thyristors 18 and 19 - the source - the choke 21 - the thyristor 1. The presence of the voltage source EJ in this circuit allows to compensate for the energy losses in the capacitor 18, have At the time t, the current in capacitor 18 drops to zero, after which at time t thyristors 14 and 16 and 19 restore non-conductive properties, and direct voltage Ej is established on thyristor 1. . Starting from the moment q, in principle, it is possible to switch the next main inverter thyristor. In the following switching cycle, first, the thyristors 15 and 17, as well as the thyristor from the number that provides the reverse anode voltage, are supplied to the next lockable inverter thyristor. Then, after the delay time t.- t, the unlocked thyristor 19 is unlocked. Regulation of the MP interval allows, as in the opposing device, to regulate the voltage on the capacitor 18, which means the switching current amplitude which ensures minimum switching losses during operation variable load inverter: The proposed device is characterized by simplicity and improved weight and weight indicators in comparison with the known one. This is achieved by using thyristors instead of diodes as non-return valves, and these thyristors also perform the functions of distribution thyristors providing povtile switching of the main thyristors of the inverter. The use of one linear switching throttle instead of three switching transformers. Due to the magnetisation of the load current of the commutating transformers of the known device flowing through the secondary windings of the known device, the hysteresis loop is partially operated. This worsens the weight and dimensions of the transformers and the entire inverter as a whole. In addition, switching transformers are difficult to manufacture, since their cores must have a strictly defined air gap length to obtain the required inductance L, the value of which, according to formula (1), determines the recharge time of the switching capacitor and a part of this time is the duration of application to the main thyristor reverse anode voltage (interval t in Fig. 2c). A relatively small inductance L (especially when using main thyristors with a short turn-off time) requires a rather large air gap length, which leads to a significant swelling of the magnetic flux in the gap. This dramatically hinders the analytical calculation of the designed transformer and does not allow for a good magnetic coupling between its primary and secondary windings, which is necessary to transfer a blocking voltage pulse from the switching capacitor to the main thyristors with minimal losses. : In this device, the switching choke has one winding and can be made without a ferromagnetic core. Claims of the invention A stand-alone voltage inverter containing three-phase bridges of main thyristors and non-return valves, a single-phase bridge of switching thyristors with a switching capacitor in the diagonal of alternating current, the cathode group of the thyristors of which is connected to a negative input terminal through a reference thyristor and a positive diode to a positive input terminal a terminal as well as a switching inductive element, characterized in that, c. In order to improve mass and dimensional parameters and simplify, a linear switching choke is used as a switching inductive element, one end of which is connected to the positive input terminal and the other end to the anodes of the main and switching thyristors, the anode groups of the mentioned bridges, and as return valves are used thyristors. Sources of information taken into account in the examination 1. Japanese patent tT «7-12087, cl. 56 C 6, 1972.
2.Авторское свидетельство СССР - , кл. И 02 М 7/515, 1968. 3.Попков 0. 2. The author's certificate of the USSR -, cl. And 02 M 7/515, 1968. 3. Popov 0.
3. Автономные инверторы напр жени с улучшенной формой3. Standalone voltage inverters with improved form