Инвертор Советский патент 1984 года по МПК H02M7/515 

f

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах автономног и гарантированного питания потребителей электрической энергии.

Известны инверторы, содержащие мост основных тиристоров J дополнительные коммутирующие тиристоры и основной и дополнительньй источники постоянного тока 1.

Однако подобные инверторы отличются сложностью схемной реализации и требуют гальванической развязки основного и дополнительного источников постоянного тока.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является инвертор, содержащий подключенньм к источнику питания тиристорньй мост, выходной трансформатор, один вывод первичной обмотки которого подключен к одному из выводов диагнали переменного тока тиристорного моста, а один вывод коммутирующей вторичной обмотки выходного трансформатора подключен к отрицательному выводу источника питания, нагрузку, подключенную к вторичной обмотке выходного трансформатора, два согласно последовательно соединенных коммутирующих тиристора, подключенных параллельно тиристорному мосту, общая точка соединения которых подключена к обкладке коммутирующего конденсатора, и бло управления тиристорами 2.

Недостатком известного инвертора является то, что величина коммутирующего конденсатора существенно зависит от тока нагрузки, что снижает надежность коммутации инвертора. Кроме того, величина напряжения на нагрузке значительно зависит от напряжения источника питания и характера нагрузки.

Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения и надежности инвертора.

Указанная цель достигается тем, что инвертор, содержащий подключенный к источнику питания тиристорный мост, выходной трансформатор, один вьюод первичной обмотки которого подключен к одному из вьшодов диагонали переменного тока тиристорного моста, а один вьшод коммутирующей вторичной обмотки

309952

выходного трансформатора подключен к отрицательному выводу источника питания, нагрузку, подключенную к вторичной обмотке выходного транс5 форматора, два согласно последовательно соединенных коммутирующих тиристора, подключенных параллельно тиристорному мосту, общая точка соединения которых подключена к

10 обкладке коммутирующего конденсатора, и блок управления тиристорами, дополнительно снабжен датчиком напряжения, регулятором тока и регулирующим трансформатором с двумя

)5 вторичными и одной первичной обмотками , при этом первичная обмотка регулирующего трансформатора включена между другим выводом первичной обмотки выходного трансформатора и

20 другим выводом диагонали переменного тока тиристорного моста, одна из вторичньк обмоток регулируемого трансформатора включена между другим выводом коммутирующей вторичной

5 обмотки выходного трансформатора и другой обкладкой коммутирующего конденсатора, а другая вторичная обмотка регулирующего трансформатора подключена к выходным выводам

0 регулятора тока, первый вход которо, го подключен к блоку управления тиристорами, а второй - к выходу датчика напряжения, вход которого под-f. ключен к выводам нагрузки.

На фиг. 1 представлена схема инвертора, на фиг. 2 - эпюры направлений и и токов J в цепях инвертора.

Инвертор содержит тиристорный мост t, состоящий из тиристоров 2-5, подключенный к источнику 6, к выходу тиристорного моста 1 подкл(очены последовательно соединенные первичные обмотки 7 и 8 соответст венно выходного трансформатора 9 и регулирующего трансформатора 10, вторичная обмотка 11 выходного траш: форматора 9 подключена к нагрузке 12 и к входу датчика 13 напряжения,

0 одна вторичная обмотка 14 регулирующего трансформатора 10 подключена к регулятору 15 тока, вход которого соединен с выходом датчика 13 напряжения и выходом блока 16 управ5 ления тиристорами, другая вторичная одмотка 17 регулирующего трансформатора 10 включена согласно и последовательно с коммутирукнцей вторич3

ной обмоткой 18 выходного трансформатора 9. При этом конец вторичной обмотки 18 соединен с минусовым зажимом источника 6 питания, а начало коммутирующей вторичной обмотки .17 подключено к обкладке коммутирующего конденсатора 19, другая обкладка которого подключена к общей точке соединения коммутирукщих тиристоров 20 и 21, которые соединены согласно последовательно и подключены к источнику 6 питания, цепи управления тиристоров 2-5 тиристорного моста 1 и коммутирующих тиристоров 20 и 21 подключены к блоку 16 управления тиристорами, коммутирующие обмотки 17 18 выполнены с меньшим число витков по сравнению с первичными обмотками 8 и 7.

Инвертор работает следующим образом.

При подаче, с блока 16 управления тиристорами импульсов (фиг. 2а б) на тиристорньш мост 1 происходит поочередное открытие тиристоров 2, 4 и 3, 5, а их закрытие соответствует моменту поступления управляющего сигнала (фиг. 2г, д) на соответствующий коммутирующий тиристор 20 или 21. Закрытие тиристоров 2, 4 и 3, 5 происходит благодаря заряду (разряду) коммутирующего конденсатора 19 через вторичные согласно и последовательно соединенные обмотки 17 и 18, принадлежащие соответственно регулирующему трансформатору 10 и выходному трансформатору 9. При этом в первичных обмотках 7 и 8 наводятся ЭДС, которые направлены встречно напряжению источника питания 6 и в сумме превьшают его напряжение, так как количество витков вторичных обмоток 17 и 18 выбрано меньше количества витков первичных обмото 7 и 8. Вследствие этого создаются условия для закрытия тиристоров 2, 4 или 3,,5, находящихся в проводящем состоянии. Для повьппения надежности коммутации тиристоров 2, 4 и 3, 5 в инверторе обеспечивается кратковременное отключение нагрузки 12, так как в момент времени предшествующий коммутации, с блока 16 управления поступает импульс управления (фиг 2в) на вход регулятора 15 тока. Отключение нагрузки 12, точнее значительное умень30995 4

шение тока вторичной обмотки 11 выходного трансформатора 9, происходит благодаря полному закрытию регулятора тока 15, т.е. цепь протекания тока вторичной обмотки 14 разрывается. Это приводит к тому, что практически все напряжение диагонали переменного тока тиристорного моста 1 приложено к первич Q ной обмотке 8 регулирующего трансформатора 10. Напряжение на вторичной обмотке 11 и, следовательно, на нагрузке 12 значительно уменьшается, а ток тиристоров 2, 4 с (или 3, 5) незначительно отличается от-тока холостого хода трансформаторов 9 и 10J который составляет 0,01-0,05 от значения номинального тока. Поэтому коммутация тирис2Q торов моста осуществляется в режиме, близком к току холостотО хода(фиг. 2е|, что повьш ает надежность коммутации.

Наличие на выходе тиристорного моста 1, регулирующего 19 и выхоД25 ного 9 трансформаторов создает возможность стабилизации напряжения на нагрузке. Действительно, при отклонении напряжения на нагрузке 12 от заданного значения с датчика напряжения 13 поступает сигнал на вход регулятора 15 тока, что приводит к изменению его проводимости и, следовательно, к изменению тока вторичной обмотки 14. Поскольку первичные обмотки 7 и 8 выходного и регулирующего трансформаторов включены согласно и последовательно,, то благодаря наличию обратной связи всякое изменение тока вторичной обмотки 14 приводит к перераспределению напряжения между первичными обмотками 7 и 8 таким образом, чтобы напряжение на вторичной обмотке 11 (на нагрузке 12) сохранить с определенной степенью точности неизменным.

Таким образом, введение в схему инвертора регулирующего трансформатора, регулятора тока и датчика напряжения позволяет повысить надежность коммутации тиристоров и

50 стабилизировать напряжения на нагрузке. Кроме того, коммутация тиристоров моста при пониженных значениях тока на выходе тиристорного моста позволяет в несколько раз

55 уменьшить установленную мощность коммутирующих тиристоров и величину емкости коммутирующего конденсатора.

ИНВЕРТОР, содержащий подключенный к источнику питания тиристорный мост, выходной трансформатор, один вывод первичной обмотки которого подключен к одному из выводов диагонали переменного тока тиристорного моста, а один вывод коммутирующей вторичной обмотки выходного трансформатора подключен к отрицательному выводу источника питания, нагрузку, подключенную к вторичной обмотке выходного трансформатора, два согласно последовательно соединенных коммутирующих тиристора, под.ключенных параллельно тиристорному мосту, общая точка соединения; которых подключена к обкладке коммутирующего конденсатора, и блок управления тиристорами, отличающийся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения и надежности инвертора, он дополнительно снабжен датчиком напряжения, регулятором тока и регулирующим трансформатором с двумя вторичными и одной первичной обмотками, при этом первичная обмотка регулирующего трансформатора включена между другим выводом первичной обмотки выходного трансформатора и другим выводом диагонали переменного тока тиристорного моста., одна из вторичных (Л обмоток регулируемого трансформатора включена между другим вьгоодом коммутирующей вторичной обмотки выходного трансформатора и другой обкладкой коммутирующего конденсатора, а другая вторичная обмотка регулирующего трансформатора подключена к 00 выходным выводам регулятора тока, о со со ел первый вход которого подключен к блоку управления тиристорами, а второй - к выходу датчика напряжения, вход которого подключен к выводам нагрузки.