ИНВЕРТОР Российский патент 2000 года по МПК H02M7/517 H02M7/521 

Известны трехфазные инверторы с емкостной коммутацией, содержащие 6 тиристоров, 6 диодов, 6 конденсаторов, дроссель, блок управления и источник питания. Они обладают одним существенным недостатком. Такие инверторы с подключенной нагрузкой не всегда надежно возбуждаются, особенно при изменении величины напряжения источника питания от нуля до максимума с целью модуляции величины выходного напряжения инвертора от нуля до максимума, что приводит к аварийному режиму работы активных элементов инвертора (диодов, тиристоров) и к выходу их из строя.

Для обеспечения надежного возбуждения инвертора при изменении напряжения источника питания от нуля до максимума предлагается в начальный период нарастания величины напряжения источника питания от нуля до примерно 3 - 5 В одну из фаз инвертора отключать от нагрузки, для чего последовательно с нагрузкой в одной из фаз включаются нормально-разомкнутые контакты коммутационного устройства (КУ). Как только инвертор надежно возбудится при нарастании величины напряжения источника питания, выходное напряжение инвертора с двух других фазных клемм поданное на вход усилителя-ограничителя, усиливается до величины достаточной для срабатывания КУ. КУ замыкает свои нормально-разомкнутые контакты в цепи выходной клеммы третьей фазы и обеспечивает нормальное питание нагрузки трехфазным симметричным напряжением.

Применение предлагаемой схемы соединения выходных выводов инвертора с нагрузкой и управление ею с помощью усилителя с коммутационным устройством с целью обеспечения надежного возбуждения инвертора в режиме амплитудной модуляции величины выходного напряжения инвертора от нуля до максимума нам неизвестно.

Схема инвертора с предлагаемым дополнением изображена на чертеже и содержит блок 1 управления, регулируемый источник 2 питания, дроссель 3, тиристоры 4, 5, 6, 7, 8, 9, диоды 10, 11, 12, 13, 14, 15, конденсаторы 16, 17, 18, 19, 20, 21, фазные выходные клеммы 22, 23, 24, усилитель 25, коммутационное устройство 26, нормально-разомкнутые контакты 27 коммутационного устройства.

Тиристоры и диоды соединены согласно последовательно двумя группами по два элемента в каждой в три одинаковые параллельные ветви, например, в следующей последовательности: тиристор 4, диод 10, диод 13, тиристор 7. Точки соединения соответствующих пар тиристора и диода каждой ветви соединены между собой конденсаторами 16...21. Точки соединения диодов (выходные выводы инвертора) в двух ветвях соединены с двумя выходными клеммами 22, 23 фазовых выводов непосредственно, а в третьей фазе клемма 24 соединена с третьим выводом инвертора через нормально-разомкнутые контакты 27 КУ 26. В качестве контактов 27 КУ 26 могут быть использованы контакты электромеханического реле, переход анод-катод оптосимистора и т.п. К двум фазовым клеммам 22 и 23 подключены входы усилителя 25, а выход усилителя 25 управляет коммутационным устройством 26, имеющим нормально-разомкнутые контакты 27. Для управления тиристорами инвертора служит блок 1 управления с выходами а, б, в, г, д, е на тиристоры 4, 5, 6, 7, 8, 9. Принцип работы инвертора описан в [1, с.528].

Блок 1 управления определяет порядок включения тиристоров. С подачей напряжения питания от источника 2 питания инвертор должен вырабатывать трехфазное напряжение на клеммах 22, 23, 24. Но возбуждается инвертор с подключенной нагрузкой при измерении напряжения источника от 0 до максимума не всегда надежно. Случается, что открываются сразу несколько тиристоров одновременно вместо положенных двух. Тогда через источник, диоды и тиристоры текут большие постоянные токи, приводящие к разрушению тиристоров и диодов.

Обеспечить надежное возбуждение инвертора и защиту элементов от разрушения можно с помощью введения дополнительных элементов в инвертор. Такими элементами являются усилитель-ограничитель и КУ (реле, оптосимистор) с нормально-разомкнутыми контактами, которые включаются между одной из общих точек диодов ветвей и соответствующей клеммой фазы.

Клеммы двух других фаз соединены с общими точками диодов других ветвей непосредственно. К ним же подключен вход усилителя-ограничителя, нагрузкой которого является обмотка реле или управляющий вход оптосимистора. Если одна из фаз инвертора отключена от нагрузки, то инвертор всегда возбуждается при подаче на него напряжения питания. При возбуждении инвертора на клеммах 22, 23 появляется переменное напряжение, которое, поступая на вход усилителя 25, вызывает срабатывание КУ 26 (реле или оптосимистора), которое обеспечивает замыкание цепи третьей фазы и нормальную симметричную трехфазную запитку трехфазной нагрузки через замкнувшиеся контакты 27.

Литература
1. Загаевский Т. и др. Промышленная электроника. М.: Энергия, 1976. с. 530, рис. 8 - 16.

Предлагается трехфазный тиристорный инвертор с емкостной коммутацией, рекомендуемый для работы в режиме амплитудной модуляции выходного напряжения. Применение обычной схемы инвертора не обеспечивает надежного возбуждения его при нарастании выходного напряжения от нуля до максимума. Для устранения этого недостатка трехфазный инвертор дополнен в цепи одной из выходных клемм нормально разомкнутым контактом коммутационного устройства (реле, оптосимистор), управляемого с выхода усилителя, входы которого подключены к двум другим выходным клеммам. Такое дополнение позволяет облегчить возбуждение инвертора в начальный момент нарастания выходного напряжения от нуля, а затем по мере нарастания выходного напряжения с момента срабатывания коммутационного устройства от усилителя обеспечить нормальную запитку нагрузки трехфазным напряжением. Техническим результатом является повышение надежности. 1 ил.

Трехфазный тиристорный с емкостной коммутацией инвертор, содержащий блок управления тиристорами, регулируемый источник питания, дроссель, включенный последовательно с тремя параллельными ветвями, каждая из которых состоит из двух последовательно согласно включенных групп первых тиристора и диода и вторых диода и тиристора, две группы конденсаторов по три, включенных каждая соответственно между точками соединений первых тиристоров и диодов и вторых диодов и тиристоров каждой ветви, и три фазные выходные клеммы инвертора, отличающийся тем, что каждая из двух фазных выходных клемм инвертора соединена с точками соединений первых и вторых диодов соответственно в каждой из двух ветвей непосредственно, а выходная клемма третьей фазы соединена с точкой соединения первого и второго диодов третьей ветви с помощью нормально разомкнутых контактов коммутационного устройства, управляемого с выхода усилителя, входы которого подключены к двум другим фазным выходным клеммам инвертора.