Инвертор Советский патент 1984 года по МПК H02M7/515 

4j

СО

а Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано для частотного управления асинхронными электродвигателями в электроприводах грузоподъемных.механизмов тяговом электроприводе и т.д. Известны трехфазные 1 нверторы тиристорных преобразователей частоты со звеном постоянного тока , содержащие трехфазный мост рабочих тиристоров и обратных диодов, коммутирующие конденсаторы, диоды и дроссели Ci 1 Недостатки данных устройств сложность из-за наличия большого колиггества элементов в схеме; потери потребляемой энергии из-за наличия дросселей в цепи силовых тиристоров; низкий КПД; значительные массогабаритные параметры и стоимость, что затрудняет их широкое применение. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достига мому результату является автономный трехфазный инвертор, содержащий трех фазный мост силовых тиристоров и мос обратных диодов,. подключенных к вход ным выводам, а также дроссель с цент ральным вьшодом для подключения нагрузки и по два коммутирующих конден сатора на каждую фазу L2. Недостатками известного устройства являются наличие дросселя с силовой цепи тиристоров, что увеличивает массогабаритные показатели, потери и уменьшает КПД; невозможность осуществления метода широтного или широтно-импульсного регулирования выходного напряжения из-за того, что открытый тиристор фазы запирается при открывании закрытого тиристора, т.е. нельзя осущ.ествить раздельную коммутацию тиристоров; низкая надежность дросселей вследствие их перегрева при повышении частоты управления инвертором. Целью изобретения является увеличение КПД и улучшение массогабаритных показателей. Поставленная, цель достигается тем что в инверторе, содержащем подключенные к входным выводам мост силовых тиристоров и мост обратных диодов , причем выводы переменного тока мостов подключены к фазным выходным выводам, а также по два коммутирующих конденсатора на каждую фазу и блок управления, каждая фаза инверто ра снабжена двумя диодами, двумя резисторами и отдельным трехобмоточным коммутирующим трансформатором с двумя вторичными и одной первичной обмотками, каждый из двух силовых тиристоров фазы шунтирован последовательной цепочкой из вторичной обмотки коммутирующего трансформатора, коммутирующего конденсатора и диода, зашунтированного резистором, а первичная обмотка коммутирующего трансформатора подключена к соответствующему выходу блока управления. На чертеже приведена схема трехфазного инвертора. .Инвертор содержит трехфазньм мост силовых тиристоров 1-6, коммутирующие тиристоры 7-9, трехфазный мост обратных диодов 10-15, встречно включенные с коммутирующими тиристорами коммутатора диоды 16-18, диоды 19-24 и шунтирующие их резисторы 25-30, включенные в контуры силовых тиристоров, коммутирующие конденсаторы 31-36 контуров силовых тиристоров инвертора, входной блокировочньм конденсатор 37, фазные конденсаторы 38-40 коммутатора, коммутирующие трансформаторы 41-43 инвертора с вторичньЦШ 44-49 и первичными 50-52 обмотками, дроссель 53 в цепи дополнительного заряда конденсаторов 38-40 коммутатора, диоды 54-56 фазных контуров коммутации, шина 57 минус и шина 58 плюс источника питания, трехфазный выход 59-61 инвертора и асинхронный короткозамкнутый электродвигатель 62. Оптимальные номиналы элементов схемы выбираются из расчета параметров применяемого электродвигателя. Устройство работает следующим образом. Тиристоры отпираются в таком порядке: 1-6-3-2-5-4-1. Пусть в исходном состоянии открыт рабочий тиристор 1, а конденсатор 38 коммутатора заряжен в предьщущем интервале раб-оты инвертора, тогда конденсатор 31 разряжен по цепи конденсатор 31 резистор 25 - первичная обмотка 44 открытый силовой тиристор 1 - конденсатор 31 i Для запирания силового тиристора 1 отпирается коммутирующий тиристор 7 и конденсатор 38 разряжается на вторичную обмотку 50 фазного транс3110форматора 41. Трансформированный импульс во вторичной обмотке 44 прикла дывается в обратной полярности к тиристору 1 через диод 19, а также резистор 25 и разряженный конденсатор 31и запирает его. Импульс трансформируется также в обмотку 45, но так как тиристор 2 закрыт и конденсатор 32 заряжен по цепи шина 57 минут - тиристор 1 - об мотка 45 - параллельная цепочка из . диода 20 и резистор 26 - конденсатор 32- шина 58 плюс, то цепь для индук тируемого напряжения в обмотке 45 оказывается разомкнутой вследствие большого сопротивления конденсатора 32. В режиме работы инвертора с углами открытых состояний рабочих тиристоров, близким к 180° дополнительно тиристор 1 может запираться от конту ра силового тиристора 2 при его вклю чении. Например, при включении силового тиристора 2 конденсатор 32 разряжается через резистор 26 и обмотку 45, создавая колебательнг й процесс, отрицательная полуволна которо го замыкается не только на включаемьй силовой тиристор 2, но и на диод 10 обратного моста, открывая его в прямом направлении, создавая на нем падение напряжения, близкое к нулю, в результате чего силовой тиристор 1 включенный параллельно диоду 10, запирается. При запирании тиристора 1 ток из него переходит в параллельную цепочку конденсатор 31 - диод 19 - параллельный ему резистор 25 - обмотка 44 а когда конденсатор зарядится ток в фазе 61 прекращается и энергия противо-ЭДС замыка.ется через обратные диоды моста. При открывании тиристора 2 заряженный конденсатор 32 разряжается через активное сопротивление 26 на вторичную обмотку 45 своего трансформатора, вызывая в ней импульс тока, которьш транспортируется в обмотку 50 через диод 16, заряжает конденсатор 38 коммутатора, подготавливая его для очередного интервала работы инвертора. Одновременно конденсатор 38 может дополнительно заряжаться по цепи шина 57 минус конденсатор 38 - диод 54 - дроссель 53 - шина 58 плюс. При работе инвертора на асинхронньй двигатель амплитуды напряжений колебательных контуров фазных трансформаторов могут взаимно на работу силовых тиристоров, частично искажая их форму напряжения, поэтому при включении силовых Т1фисторов инвертора конденсаторы разряжаются на обмотки трансформаторов через сопротивления 25-30, в результате чего амплитуды напряжений уменьшаются и исключается указанное влияние. Импульсы для запирания силовых тиристоров проходят через диоды 19-24 в прямом направлении. Таким образом, исключение дросселей из цепи силовых тиристоров позволяет увеличить КПД, уменьшить массогабаритные показател инвертора. Увеличение обратных напряжений, прилагаемых к рабочим тиристорам для их запирания, и возможность индивидуальной коммутации позволяет увеличить нагрузочную способность инпертора и обеспечить возможность широтно-им пульсного метода регулирования выходного напряжения.

58

57

58

ИНВЕРТОР,-содержащий подключенные к входным выводам мост силовых тиристоров и мост обратных диодов , причем выводы переменного тока мостов подключены к фазным выходным выводам, а также по два коммутирующих конденсатора на каждую фазу и блок управления, отличающийс я тем, что, с целью улучшения его массогабаритных показателей и увеличения КПД, каждая фаза инвертора снабжена двумя диодами, двумя резисторами и отдельным трехобмоточным коммутирующим трансформатором с двумя вторичными и одной первичной 66мотками, казвдый из двух .силовых тиристоров фазы шунтирован посггедовательной цепочкой из вторичной обмотки коммутирующего трансформатсра, коммутирующего конденсатора и диоде зашунтированного резистором, первичная обмотка коммутирующего трансфор(Л матора подключена к соответствующеС му выходу блока управления.