Инвертор Советский патент 1984 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к, силовой преобразовательной технике и может Iбыть использовано для электроснабжения цехов на повЕДпенных частотах, для электроприводов турбокомпрессорных установок микрокриогенной техники, работающих на частотах выше 1500 Гц, а также для питания других многофазных потребителей электроэнергии повышенной частоты при высоком ее качестве. 1 Известен инвертор, содержащий два трехфазных тиристорных моста со сглаживающими реакторами в цепях питания и коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока, а также трехфазный трехобмоточньй трансформатор, одна первичная обмотка которого соединена звездой, другая - треугольником, причем каждая из обмоток подключена к выводам переменного тока соответствующего тиристорного моста. Инвертор наряду с увеличением мощности в единице оборудования позволяет получить значительное улучщение формы кривой выходного напряжения С 3. Однако при работе на повышенных частотах, когда величины углов запирания достигают 40-50 эл.град. (и более), небольшие изменения параметров нагрузки приводят к существенным колебаниям выходного напряжения. При этом оказьшается невозможной работа инвертора на холостом ходу,что ограничивает область его применения. Введение в указанную схему инвертора вентильно-реакторных цепей компенсации реакторной мощности коммутирующих конденсаторов позволяет уменьшить до допустимых значений зависимость величины выходного напряжения от параметров нагрузки 21-с5з Однако это приводит в значительной мере к усложнению и ухудшению массогабаритных показателей. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ин вертор, содержащий два трехфазных ти ристорных моста, анодные группы которых подключены к положительному входному вьгооду через обмотки сглаживающих реакторов, а катодные группы, соединены между собой и образуют отрицательный входной вывод инвертора, две группы коммутирующих конденсаторов, подключенных к выводам пе83Iременного тока тиристорных мостов, трехфазный трехобмоточный трансфор- матор, одна первичная обмотка которого соединена в звезду, другая - в треугольник, причем каждая из обмоток подключена к вьгаодам переменного тока соответствующего тиристорного моста, а также два диода, катоды которых подключены к анодным группам тиристорных мостов, а аноды через компенсирующий реактор соединены с катодными группами тиристорных мостов и6. Поддержание выходного напряжения инвертора в заданных пределах при колебаниях параметров нагрузки обеспечивается цепями силовой импульсной отрицательной обратной связи по углу запирания, которые образованы с помощью диодов и компенсирукщего реактора. Установленная мощность последнего определяется избыточной реактивной мощностью компенсирующих конденсаторов, высвобождающейся при уменьшении нагрузки. Если параметры потребителей, подключенных к выходу инвертора, изменяются в широких пределах, то установленная мощность компенсирукяцего реактора становится соизмеримой с установленной мощностью сглаживающих реакторов. Наличие трех электромагнитных аппаратов с раздельными магнитными системами приводит к увеличению массы и габаритов инвертора и усложнению его конструкции. Целью изобретения является улучт шение массогабаритных показателей инвертора. Указанная цель достигается тем, что в инверторе, содержащем два трехфазных тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока и трехфазный трехобмоточный трансформатор, одна первичная обмотка которого соединена в звезду, другая - в треугольник, причем каждая из обмоток подключена к выводам переменного тока соответствующего тиристорного моста, а также два дросселя, первый из которых включен между положительным входным вьгеодом и анодной группой первого моста, соединенной .с катодом первого цз двух диодов, причем катодная группа указанного моста соединена с отрицательным входным вьгеодом непосредственно, другой дроссель вклю3чен между отрицательным входным выводом и катодной группой второго моста, соединенного анодной группой с положительным входным выводом непосредственно, анод второго диода подключен к катодной группе второго моста, а обмотки дросселей снабжены отводами, причем анод первого диода соединен с отводом от обмотки второ го дросселя, а катод второго диода с отводом от обмотки первого дросселя. На чертеже показана принципиальная электрическая схема инвертора. Инвертор содержит два трехфазных тиристорных осга 1 и 2 с коммутиру ющими конденсаторами 3 и Д в диагоналях переменного тока, трехфазный трехобмоточный трансформатор 5, первичная обмотка 6 которого соединена в треугольник и подключена к выводам переменного тока моста 1, а обмотка 7 соединена в звезду и подключена к выводам переменного тока моста 2, дроссели 8 и9, причем обмотка дросселя 8 включена между положительным входным выводом и анодной группой моста 1, а обмотка дросселя 9 включена между отрицател ным входным вьгеодом и катодной груп пой моста 2, и диоды 10 и 11, приче катод диода 10 соединен с анодной группой моста 1, а анод диода 11 с катодной группой моста 2. Обмотки дросселей 8 и 9 снабжены отводами, при этом анод диода 10 соединен с отводом от обмотки дросселя 9, а ка тод диода 11 - с отводом от обмотки дросселя 8. На схеме также обозначены части 12 и 13 обмоток между входными выводами и отводами. Инвертор работает следующим образом. Тиристорные мосты 1 и 2 осуществляют преобразование постоянного на пряжения в переменное трехфазное напряжение. Так как первичные обмот ки 6 трансформатора 5 соединены тре угольником, а обмотки 7 - звездой, то между соответствующими линейными напряжениями должен быть обеспечен сдвиг фаз., равный 30 зл.град., что достигается сдвигом во времени управляющих импульсов, подаваемь на управляющие электроды одноименных . тиристоров мостов 1 и 2. Кроме того число витков первичных обмоток 6, 83 соединенных в треугольник, должно быть в fT раз больше, чем число витков обмоток 7, соединенных в звезду. Чем точнее выполняются эти условия, тем ближе к синусоидальной форма выходного напряжения инвертора. Жесткость внешней характеристики инвертора обеспечивается системой импульсной стабилизации, которая состоит из диодов 10,11 и частей 12,13 обмоток дросселей 8 и 9 соответственно и функционирует при углах запирания Jb больше 60 эл.град. Такой режим работы может им&ть место в двух случаях: при разгрузке инвертора (режим холостого хода или близкой к нему) и в номинальном режиме, когда инвертор работает на частотах, при которых угол, соответствующий минимально допустимому времени запирания для данного типа тиристоров, пр€даьш1ает 60 эл.град. Если 60 эл.град., то после очередной коммутации тиристоров моста 1 напряжение на его выводах постоянного тока имеет отпирающую для диода 10 полярность в течение времени, соответствукнцего . При отпирании диода 10 часть 13 обмотки дросселя 9 подключается параллельно соответствующему конденсатору 3, в результате чего через нее протекает импульс тока длительностью 2(-60). Через 30 эл.град. после коммутации тиристоров моста 1 происходит коммутация соответствующих тиристоров моста 2, в результате чего создаются условия для отпирания диода 11 и подключения части 12 обмотки дросселя 8 на соответствующее линейное напряжение моста. Импульсы тока, протекакщие по частям 12 и 13 обмоток, ускоряют перезаряд конденсаторов 3 и 4 тем интенсивнее, чем больше А превышает 60 эл.град., тем самым ограничивается возрастание напряжения на конденсаторах 3 и Д и соответственно выходного напряжения при уменьшении нагрузки. Данная схема по сравнению с известной содержит меньшее количество электромагнитных аппаратов, что позволяет упростить конструкцию инвертора и улучшить его массогабаритные показатели (масса и «габариты дроссельного оборудования инвертора то5ка составляют до 30% массы и габаритов всего устройства в целом).

Выполнение индуктивных элементов схемы компенсации реактивной мощности коммутирующих конденсаторов в виде соответствующих обмоток сглажи1,7 раз сократить расход активных материалов на изготовление реакторного оборудования и, в итоге, на 1012% уменьшить массу и габариты уст-. ройства в целом. 1115183 , вающих дросселей позволяет в 1,6

ИНВЕРТОР, содержащий два трехфазных тиристорных моста с коммyтиpyюD ими конденсаторами .в диагоналях переменного тока и трехфазный трехобмоточный трансформатор, одна первичная обмотка которого соединена в звезду, другая - в треугольник, причем каждая из обмоток подключена к выводам переменного тока соответствующего тиристорного моста-, а также два дросселя, один из которых включен между положительным входным выводом и анодной группой первого моста, соединенной с катодом первого из двух диодов, причем катодная группа указанного моста соединена с отрицательным входным выводом непосредственно, отличающийся (Л тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, другой дроссель с включен между отрицательным входным выводом и катодной группой второго § моста, соединенного анодной группой с положительным входным выводом непосредственно, анод второго диода подключен к катодной группе второго моста, а обмотки дросселей снабжены ел отводами, причем анод первого диода соединен с отводом от обмотки второэо 00 го дросселя, а катод второго диода с отводом от обмотки первого дросселя .

I