Тиристорный инвертор напряжения Советский патент 1983 года по МПК H02M7/515 

- 0фиг./ Изобретение относится к преобразовательной технике и можетi использоваться в установках высоко го напряжения для преобразования рода тока. Известна схема инвертора, которая содержит рабочие тирибторы со встречно-параллельными диодами и комл.утационный блок- 1 . Недостаток данного инвертора за ключается в низкрЯ надежности, потому что вентили подвергаются высоким скоростям нарастания тока и напряжения. Наиболее близок к предлагаемому инвертор напряжения, содержащий в фазе последовательно включенные между полюсами источника плечи, состоящие из нелинейного реактора, встречно-параллельных тиристора, диода и RC-цепи, причем общая точка плеч является выводом инвертора, а также коммутационный узел одним выводом подключенный к выход инвертора 2 . Недостаток известного устройства состоит в увеличенном напряжении, воздействующем на вентили. Цельизобретения - снижение напряжения, воздействующего на вентили . Поставленная цель достигаетсяте что в тиристорном инверторе напряжения., содержащем последователь но соединенные между илинами питания два плеча на фазу нагрузки, каждое из которых выполнено.в ви.де последовательно включенного нелинейного реактора и цепи из встре но-параллельно соединенных тиристо ра и диода, зашунтированной RC-цеп причем общая точка плеч образует выходной фазный вывод инвертора, а также коммутационные узлы в виде трехполюсников по числу фаз нагруз ки, каждый из которых подключен од ним из трех своих выводов к соотве ствующему выходному фазному выводу инвертора, два других вывода каждого из коммутационных узлов подкл чены к отпайкам соответствующих не линейных реакторов. г:, На фиг. 1 представлена схема .устройства; на фиг. 2 - диаграммы напряжения и тока. Рабочие тиристоры 1 и 2 с встре но-параллельнымп им диодами 3 и 4, а также RC-цепями, состоящими из резисторов 5 и 6 и конденсаторов 7 и 8, включены последовательно с рабочими нелинейными реакторами 9 и 10 между шинами питания инвертора. Коммутационный узел состоит из тиристоров 11 и 12, реактора 13 и конденсатора 14. Один вывод коммутационного узла подключен к выводу инвертора, а два других - к отпайкам нелинейных реакторов 9 и 10. Устройство работает следующим образом. На рабочие тиристоры 1 и 2 и коммутирующие тиристоры 11 и 12 в определенной последовательности подаются управляющие импульсы. Тиристоры 1 и 2 поочередно проводят ток. Для включения очередного рабочего тиристора 1 (2) предыдущий 2 (1) должен быть включен. Эту функцию выполняет коммутационный блок, обведенный на чертеже пунктиром. Указанный блок может выполняться, по, любой другой из известных схем. При включении коммутирующего тиристора создается импульс тока, в 2-4 раза превышающий ток нагрузки и направленный навстречу рабочему току тиристоров 1 и 2. . Нелинейные реакторы 9 и 10 в цепи рабочих тиристоров ограничивают скорость нарастания тока и напряжения, снижают потери в тиристорах на этапе включения и совместно с RC-цепями уменьшают скачки напряжения на вентилях. При выключении рабочего тиристора 1 (или 2) током коммутационного узла реактор 9 (или 10) должен быть перемагничен для подготовки к включению в следующий период. Подобное решение применяется в высоковольтных инверторах, потому что размещение на сердеч(1иках реакторов 9 .и 10 дополнительных размагничивающих обмоток, практикуемое в низковольтных установках, затруд-; нено в связи со сложностью обеспечения требуемого уровня изоляции. На фиг. 2 показаны диаграммы напряжения Uc на коммутирующем конденсаторе 14 коммутирующего тока IK и тока нагрузки тиристора 1ц, а также напряжения U i на противофа:зном тиристоре, не проводящем ток. В момент времени I, когда разница 1 - IH достигнет необходимой величины, реактор 9 перемагничивается. В момент времени tj напряжение конденсатора 14 делится между индуктивностями реакторов 9 и 13. Напряжение, прикладываемое к реактору 9, суммируется с напряжением источника и создает . выброс напряжения на противоположном, невключенном, илече инвертора, составленном вентилями 2,4 и реактором 10. Уменьшение числа витков реактору 9, к которым подключен коммутационный узел, ведет к сдвигу момента t-j вправо (в сторону запаздывания), т.е. в сторону меньших напряжений на конденсаторе 14. С другой стороны уменьшается индуктивность части реактора 9 и увеличивается автотрансформаторный эф|фект. Сучетом .действия указанных I факторов напряжение на реакторе 9

равно j

KwV -w,

LS

Wp

cL,

и, .

где LI, LQ - индуктивность коммутирующего реактора и части реактора 9 с отпайкой;.

W,

W« числа витков реактора 9 и его отпайки;

и напряжение на конденсаторе;

К -

коэффициент пропорциональности.

Учитывая, что обычно Lj, Lg, из указанной формулы получают, что уменьшение числа витков W,, отпайки реактора 9 ведет к снижению выброса напряжения на противоположном плече инвертора. Однако чрезмерное

уменьшение WQ недопустимо, так как может привести к тому, что реактор 9 не будет перемагничиваться. В крайних случаях Wo «0 и WQ W получают V(y О и и 1

Исходя Из условий Нс1дежного перемагничивания Z принимается равным 0,5-0,8 в зависимости от соотношения амплитуды коммутационного трка и тока нагрузки.

Таким образом т одключение коммутационного узла к отпайкам нелинейных рабочих реакторов ведет к снижению выбросов напряжения на 15-25%, что требует меньшего класса тиристоров. Это особенно важно в высоковольтных установках, где вентили до нескольких десятков-со-тен включ.аются последовательно. Такое решение дозволяет снизить стоимость и габариты установки.

ТИРИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий последовательно соединенные между шинами питания два плеча на фазу нагруз.ки,. каждое из которых выполнено « , ff-: в виде последовательно включенного, нелинейного реактора и цепи из встречно-парсшлельно соединенных тиристора и диода, зашунтированной R-C-цепыо, причем общая точка плеч образует выходной фазный вывод инвертора, а также коммутационные узлы в виде трехполюсников по числу фаз нагрузки, каждый из которых подключен одним из трех своих выводов к соответствующему выходному фазному выводу инвертора, от-, личающ.ийся тем, что, с целью снижения величины напряжения , воздействующего на тиристоры, два других вывода каждого из i коммутационных узлов подключены к отпайкам соответствующих нелиней(Л ных реакторов. 00 сх а: 00

f