Трехфазный инвертор Советский патент 1984 года по МПК H02M7/515 

. Изобретлние относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для питания трехфазным стабилизируемым напряжением потребителей с резкоизменяющимися параметрами, например в системах централизованного электроснабжения на повышенных частотах. По основному авт, св. № 987763 и вестен трехфазный инвертор, содержа щий мост основньпс тиристоров со сглаживающим реактором в цепи питания и конденсаторами в диагоналях переменного тока, регулирующие тиристоры, соединенные последовательно-встречно и анодами подключенные к вьгаодам переменного тока моста основных тиристоров, а также компен сирующие реакторы, размещенные на одном магнитопроводе, одноименные зажимы обмоток которых подключены к точкам соединения катодов регулирую щих тиристоров, а другие их зажимы соединены с соответствующими выводами переменного тока моста основны тиристоров. Стабилизация выходного напряжения в указанном инверторе обеспечивается путем компенсации из быточной реактивной мощности коммутирующих конденсаторов . При этом структура компенсирующего устройств (КУ) такова, что инвертор обладает жесткой внешней характеристикой при фиксированном угле сдвига между последовательностями импульсов, управ ляющих тиристорами инверторного мос та и КУ. Это существенно упрощает систему управления инвертором 13. Однако КУ в данном инверторе обладает достаточно большой инерционностью, в результате чего в переходных режимах, .возникающих, например, при пуске инвертора или скачко образном изменении параметров его нагрузки, угол запирания может умен шаться до недопустимо-малых значени Это снижает надежность работы инвер тора и ограничивает область его воз можных применений. Целью изобретения является повышение функциональной надежности инвертора. Указанная цель достигается тем, что трехфазный инвертор снабжен дополнительными тиристорами, подключе ными параллельно обмоткам компенсирующих реакторов, при этом аноды 4 дополнительных тиристоров, соединены с катодами регулирующих тиристоров. . На фиг. 1 показана схема инвертора; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений на элементах схемы,. Трехфазный инвертор содержит мост основных тиристоров 1-6 со сглаживающим реактором 7 в цепи питания и конденсаторами 8-10 в диагоналях переменного тока, регулирующие тиристоры 11-16 и компенсирующие реакторы 17-19, которые размещены на магнитопроводе 20, дополнительные тиристоры 21-23, которые подключены параллельно обмоткам 17-19, при этом аноды дополнительных тиристоров соединены с катодами соответствующих регулирующих тиристоров. Инвертор работает следующим образом. Мост основных тиристоров 1-6 с реактором 7 в цепи питания формирует на коммутирующих конденсаторах 8-10 трехфазную систему напряжений, по форме близких к синусоидальным. Величина этих напряжений при неизменном входном напряжении и при условии, что коммутация тока с тиристора на тиристор протекает мгновенно, определяется величиной угла запираHHHji, которая, в свою очередь, зависит от параметров цепи переменного тока,включенной на выходе инвертора. В эту цепь входят нагрузка (не показана), конденсаторы 8-10 и некоторый эквивалент индуктивного сопротивления, образованный обмотками 17-19 и объединенными с ними регулирующими 11-16 и дополнительными 21-23 тиристорами. Конденсаторы 8-10 обеспечивают компенсацию реактивной мощности нагрузки и коммутацию тиристоров 1-6. Двухканальное КУ, включазощее в себя реакторы 17-19, тиристоры 11-16 и 1-23, осуществляет изменение баланса реактивной мощности в системе инвертор - нагрузка так,.что обеспечивается стабилизация выходного напряжения. Тиристоры 11-16 управляются узкими одиночньв «и импульсами, смещенными по фазе один относительно другого на 60 эл.град., при этом отпирание 3-го регулирующего тиристора происходит с задержкой относительно момента включения ic -го тиристора инверторного моста (к 1,6; (). Угол управления о( тиристорами 11-16, отсчитываемый в сторону опережения относительно момента прохождения соответствующего линейного напряжения через нулевое значение (фиг. 2) в этом случае определяется из выражения а oz -iao- -e, , гдеА - угол запирания тиристоров 1 Если 90° +6 и соответственн , то через реакторы 17-J9 про текают импульсы тока длительностью 2c3d, амплитуда которых может быть сделана достаточно малой соЬтветств ющим выбором индуктивности реакторо При , t 90° +ji угол проводимости регулирующих тиристоров составляет 60 эл. град, независимо от величины оЦ, причем при заданном oi, основное влияние на величину реактивной мощности, отбираемой КУ от конденсаторов 8-10, оказывает величина активного сопротивления 5cj контуров компенсации, т.е. ) Г,. . где и - действующее значение линей ного напряжения. Дополнительные тиристоры 21-33 у равляются сдвоенными черрз 60 эл.гра импульсами, которые формируются с з держкой относительно моментов комму тации соответствующих инверторных т ристоров (фиг. 2). Так, например, первый импульс на тиристор 21 посту пает через время, соответствующее углу f относительно момента коммута ции тиристоров 1 и 3. Так как к моменту подачи импульсов на тиристор 21 во включенном состоянии находится регулирующий тиристор 11, то напряжение на обмотке 17 (и соответственно на тиристоре 21) повторяет напряжение U/yj. Это напряжение имеет запирающую для тиристора 1 полярность и после выключения последнего сохраняет ее на протяжении угла ji. Одновременно с этим напряжение UAU ч этом интервале времени является отпирающим для тиристора 21. Поэтому, если , то тиристор 21 открывается и закорачивает обмотку 17 на время, соответствующее углу 2(-.). При закорачивании обмотки 17 эквивалентная индуктивность контура компенсации резко уменьшается до величины, зависящей от коэффициента связи между обмотками, что пр-;воДит к форсированному перезаряду конденсатора 8. Таким образом, введение в схему инвертора тиристоров 21-23 при указанном алгоритме позволяет1с6здать дополнительный канал регулирования, быстродействие которого ограничено лищь дискретностью закона управления. Величина реактивной мощности 0, потребляемой дoпoлниteльным каналом регулирования, при заданных параметрах схемы инвертора и фиксированном значении угла f j зависит от величины угла и может быть определена из вьфажения .i. где L собственная индуктивность обмоток 17-19; коэффициент магнитной связи между обмотками; круговая частота инвертирования. Таким образом,регулирующее воздействие КУ представляет собой сумму двух составляющих, одна из которых отрабатывает относительно медленные, но глубокие изменения баланса реактивной мощности, а другая компенсирует резкопеременные колебания параметров нагрузки.

Фиг.г

ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР по авт. св. № 987763, отличающийся тем, что, с целью повьшения функциональной надежности, он снабжен дополнительными тиристорами, подключенными параллельно обмоткам компенсирующих реакторов, при этом аноды дополнительных тиристоров соединены с катодами регулирующих ти- . ристоров.