Преобразователь постоянного напряжения в переменное Советский патент 1983 года по МПК H02M7/515 

110 Изобретение относится к преобразиватепьной технике, в частности к преобразователям постоянного напряжения в переменное, Известны различные типы преобразова- телей постоянкюго напряжен ая в перемеийое для частотных электроприводов, нав большее применение из которых получили преобразователи на базе автономных и верторов тока и напряжения, содержащие вентильные мосты и контуры принудительной коммутации на базе дросселей и ко&денсаторовС. Питание от таких преобразователей асинхронных двигателей со- стандартным значением фазного напряжения статора 22ОВ; или 380В, возможно только от источников постоянного тока с напряжением, превышающим выходное. В результате этого, существенно ограничивается зона вторичного применения таких преобразователей в электроприводах с низковольтным источником питания. Известен также автономный инвертор для управления асинхронным двигателем, выполненный по трехфазной параллельной схеме, содержащий накопитель на конденсаторах, коммутатор на тиристорах, источник напряжения с зарядным дросселем 2 J Недостатками известного преобразователя при питании от нерегулируемых иоточников постоянного тока являются невозможность регулирования выходного на пряжения методами широтно-импульсной модуляции, так как преобразователь работает в режиме инвертирования тока, а также то что повышение выходного на пряжения преобразователя 1ю отношению к напряжению питающего источника производить только при частичной нагрузке на выходе. Наиболее близким к изобретению является инвертор,содержащий трехфазный мост основных тиристоров, выводы переменного тока которого соединены с выходньп и выводами и выводами переменно го тока моста коммутирующих тиристоров, соединенного выводами постоянного тока через диоды с одной обкладкОй коммутирующего конденсатора, подключен ного другой своей обкладкйй к общей точке двух последовательно соединенных тиристоров CsJ. Недостатком известного устройства является то, что повышение выходного напряжения можно производить только при частичной нагрузке на выходе, что ухудшает энергетические показатели преобразователя при питании двигательной 1702 нагрузки от нгЕзковопьтных питаюпшл источников лостоянвого тока. Целью кзобретеняя является упучшение энергетических показателей преобразователя путем повышения входного на- пряжения инвертора при низковопьтндал питающем источнике. Указанная цель дэстигаегся тем, что преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий подключенные к источнику питания два последовательно соединенных тиристора, и основной тириоторный мост, выводы переменного тока которого соединены с вь1ходными выводами и выводами переменного тока трехфазного моста коммутирующих тиристоров, соединедаого выводами постоянного тока с одной обкладкой коммутирующего KOESденсатора, другая обкладка которого подключена к общей точке двух указанных последовательно соединенных тиристоров, а также диод, снабжен однофазным тиристорным мостом с конденсатором в диагонали переменного тока, анодная и катоД| ная грутшы которого подключены к соответствующим вь1Водам источника питания, причем анодная группа соединена с положительным выводс л через дроссель и с анодом диода, катод которого соединен анодной группой основного тиристорного моста, параллельно которому подключен введенный накопительный конденсатор. На фиг. 1 приведена схема преобразователя постоянного напря5 сения в переменное; на фиг. 2 - диаграмма напряжений на элементах преобразователя, где и/ - напряжение источника; U- - напряжение на конденсаторе 7; U9 о же, на конденсаторе 9; (J - напряжение на нагрузке. Преобразователь постоянного напряжения в переменное содержит низковольтный источник 1 постоянного тока, сглаживакм щий дроссель 2, тиристоры 3-6 однофазного моста, к 1мутируюший конденсатор 7, сбрасывающий диод 8, накопительный конденсатор 9, тиристоры 10 и 11, коммутирующий кбнденсатор 12 мост 13 комл1 утирующих тиристоров, тиристорный мост 14. К источнику 1 постоянного тока через сглаживающий дроссель 2 и диод 8 подключен тврисгорный мост 14, к выводам которого подсоединены накопительный конденсатор 9 и через тиристоры 1О и 11 одна обкладка коммутирующего конденсатора 12,а вторая обкладка коммутирующего конденсатора 12 подключена к выводам переменного гхжа тщжсторного моста 14

черва тиристоры моста 13.К общей точке сгпаживаюшетх) дросселя 2 и диода,8 отрицательному полюсу источшпса 1 питания подключен однофазный мост на т, рвсгорах 6 с конденсатором 7 в диаговали перемен юго тока.

Выходное напряжение источника постоянного преобразуется в регулируемое напряжение переменной частоты. Принудительная ксллмутация тиристоров моста 14 Осуществляется приложением в непроводящем направлении напряжения коммутирующего конденсатора при одноBpeMeHHicMvf включении коммутирующего тиристора анодной (катодной) группы тиристорного моста 13.

Повышение напряжения на входе инверториого моста 14 происходит за счет накопления в конденсаторе 9 избыточной энергии, образующейся при перезарядке колебательного контура (дроссель 2, конденсатор 7).

Накопление энергии в конденсаторе 9 и передаче ее в нагрузку через инвертор 14 происходит следующим образом. При включении тиристоров -3 и 6 однофазного моста конденсатор 7 заряжается от ЭДС низковольтного источника 1 постоянного тока через сглаживающий дроо сель 2, образуя колебательный контур. Тиристоры 3 и 6 запираются при прекращении тока заряда конденсатора 7. При включении тиристоров 4 и 5 конденсатор 7 снова включается в контур, а его напряжение оказывается направленным согласно с ЭДС низковольтного источника 1 11сх:тоянкого тока. При достижении на конденсаторе 7 величины напряжения на конденсаторе 9 открывается диод 8 Конденсаторы 7 и 9 подключаются парад лвлыю (а так как емкость конденсатора 9 больше емкости конденсатора 7 в 8-12 рез), то большая часть входного тока начинает поступать через диод 8,

IB нагрузку через инверторньхй мост 14.

Входгаэй ток протекает за счет энергии, накопленной в дросселе 2, в дальнейшем он уменьшается, поскольку к рооселю 2 прикладывается напряжен, встречное току через нее. В следующий момент времени включают тиристоры 3 в 6, и процессы протекают аналогичк) описанным выше.

За счет подключения к входу инвертора 14 накопительного конденсатора 9, обеспечивающего низкое входное сопротивление инвертора, инверторшлй мост 14 работает в режиме автономного инвертора напряжения. В результате этого обеспечивается регулирование выходюго напряжения инвертора методами широтВ импульсной модуляции, неоднократным переключением тиристоров в каждом шюче инвертора в течении полупериода выходного напряжения инвертора. Коммутв ПИЯ тиристоров производится общим коммутирующим устройством на основе конденсатора 12 тиристоров 1О, 11 и ткриоторного моста 13.

Для исключения влияния противо ЭДС асинхронного двигателя на регулирование выходного напр1{жения инвертора методами широтно-импупьсной модуляции со здается вспомогательный контур для дамыкания реактивной мощности асинхронно го двигателя через коммутирующие тиристоры моста 13.

Алгоритм включения пары тщжсторов анодной (катодной) группы моста 13 строится так, что отключаемая фаза асвнхронЕого двигателя закорачивается черва них с фазой, включаемой в работу. Длв тельность протекания тока по KOytMyT рующим тиристорам однозначно определяется коэффициентом мощности нагрузки.

Обеспечение стабилизации напряжения на накопительном конденсаторе 9 произво дится изменением частоты переключения конденсатора в функции нагрузки на выходе моста 14.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЮСТОЯННСЯРО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, cpmsfSKtaHKA подключенные к источнику . пвташш два последомтелыю ссодивенных тиристора,, и освовеюй тиристорный мост, выводы переменного тока которого сое динены с выходными выводами BifiUBpoaми переменного тока трехфазшго моста коммутирующих тиристоре, соединенного выводами яостовивого тока с одной обкладкой коммутируютаего конденсатора, другая обкладка которого подключена кообщей точке двух последователыю соединенных тиристоров, а также диод, отличающийся тем, что, с пелыб улучшения аиергетви ческих показателей путем повышевия выходного напряжения при нивковопы ом источнике -питания, ои одвофаэным тиристорным мостом с BOHneHcarOi ром в диагонали перемоиаого тока, анод% ная и катодная группы которого пооклкм чены к соответствуюишм выводам источ(Л ника питания, пртем аводиая группа оо единена с положительным выводом рвэ с дроссель и с анодом диода, катод которого соединен с анодной группой осиоввого тщ}исторного моста, параллельш которо му подключен введённый вакопительиый конденсатор.

0

мгр