Автономный инвертор напряжения Советский патент 1985 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для любого варианта схемы тиристорного инвертора напряжения с однофазной и трехфазной нагрузкой.

Известны схемы автономных инверторов напряжения с узлами коммутаци основных тиристоров, содержащими общий . однофазный тиристорный мост, в диагонали переменного тока которого включен коммутирующий конденсатор 03

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является схема автономного инвертора напряжения, содержащего трехфазные мосты основных тиристоров и обратных диодов, соединенные параллельно и подключенные к .клеммам источника питания, однофазный мост коммутирующих тиристоров, аноды которьк подсоединены к положительной клемме источника питания три коммутирующих транс форматора, две вторичные обмотки каждого из которых включены последовательно с основными тиристорами соответствующих Ааз инвертора, средние точки этих обмоток соединены с общими точками соответствующей ветви моста обратных диодов и с нагрузкой, а первичные обмотки с послдовательно подключенными распределительными тиристорами образуют три распределительные цепочки, соединенные параллельно между собой и включенные в диагональ постоянног тока однофазного моста коммутирующих тиристоров, коммутирующий конденсатор, включенный в диагональ переменного тока, линейный дроссель и дозарядный тиристор. В данной схеме инвертора осуществляется повентнльная коммутация основных тиристоров последовательного типа, благодаря которой обеспечивается хорощий гармонический состав выходного напряжения, а также жесткость вы-, ходной и линейность регулировочной характеристик инвертора И.

Недостаток известного устройства заключается в его относительной сложности, обусловленной наличием относительно большого числа элементов схемы и высокими требованиями, предъявляемыми к конструкции коммутирующих трансформаторов.

Целью изобретения является упрощение инвертора путем снижения числа дозарядных тиристоров и линейных дросселей и использования более простых по конструкции коммутирующих трансформаторов.

Поставленная цель достигается тем, что в автономный инвертор напря ения, содержащий трехфазные мосты основных тиристоров и обратных диодов соединенные параллельно и подключенные к клеммам источника питания, однофазный мост коммутирующих тиристоров J аноды которых подсоединены к положительной клемме источника питания , три коммутирующих трансформатора ве вторичные обмотки каждого из которых включены последовательно с основными тиристорами соответствующих фаз инвертора, средние точки этих . обмоток соединены с общими точками соответствующей ветви моста обратных диодов и с цепью нагрузки, а первичные обмотки с последовательно прдключенными распределительными тиристорами образуют три распределительные цепочки, соединенные параллельно между собой и включенные в диагональ постоянного тока однофазного моста коммутирующих тиристоров, коммутирующий конденсатор, включенный в диагональ переменного тока, линейный дроссель и дозарядный тиристор, дополнительно введен перезарядный диод, подключенный катодом к положительной клемме источника питания и анодом к одному из выводов линейного дросселя и к аноду дозарядного тиристора, причем другой вывод линейного дросселя подключен к катодам тиристоров коммутирующего моста, а катод дозарядного тиристора - к отрицательной клемме источника питания.

На фиг. 1 представлена принципиаль ная схема автономного инвертора напряжения, на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства на интервале коммутагу1и.

Инвертор содержит параллельно соединенные трехфазные мосты основных тиристоров 1-6 и обратных диодов 7-12 подключенные к нагрузке 13, а также однофазный мост коммутирующих тиристоров 14-17 и три коммутирующих Трансформатора 18-20, вторичные обмотки , 21-26 которых, включены последовательно oCHOBHbiM тиристорам соответствующей фазы инвертора, а первичные обмотки 27-29 с последовательно подключенными распределительными тиристорами 30-32 образуют три распре делительные цепочки, соединенные параллельно между собой и подключен ные в диагональ постоянного тока однофазного моста коммутирующих тиристоров, В эту же диагональ моста включены последовательно соединенные перезарядный диод 33 и линей-ный дроссель 34, с общей точкой которых соединен анодом зарядный тиристор .35, а в диагональ переменног тока однофазного моста коммутирующих тиристоров включен коммутирующий конденсатор 36. Инвертор на интервале коммутации работает следующим образом. Пусть в начальный момент времени открыты тиристоры 1, 3 и 5, а напря жение на коммутирующем конденсаторе 36 имеет положительный потенциал I на правой обкладке. В момент времени t, начинается процесс коммутации тиристора 1. Для выключения данного тиристора подают отпирающие импульсы управления на тиристоры 14, 16 и 30. После их отпирания конденсатор 36 начинает перезаряжаться по двум контурам через линейный дроссель 34 и через первичную обмотку 27 коммутирующего трансформатора 18, причем период ne заряда приближенно (бея учета резис тивных потерь) вьфажается формулой т..,pu, где С - значение емкости коммутирующего конденсатора 36; значение приведенной к первичной обмотке 27 инду тивности трансформатора 1 значение индуктивности ли нейного дросселя 34. Из (Ьормулы следует, что в данном инверторе период Т является функцие не только значений и. С , но и значения 1др. Требуемое время Т в известном устройстве при заданном значении емкости С (это значение определяется необходимой для выключения тиристоров- 1-6 энергией, нака ливаемой в конденсаторе 36) можно обеспечить только изготовлением ком мутирующих трансформаторов со строг Я24 определенным значением индуктивности что представляет сложную технологическую задачу. В данном устройстве появляется дополнительная возможу ность регулирования значения периода Т путем выбора значения L,p. Получить требуемое значение индуктивности для дросселя 34 несравненно проще, чем для коммутирующих трансформаторов. 18-20, поскольку одновременно не ставится задача обеспечения сильной магнитной связи между обмотками. На первичной обмотке 27 в момент ;, появляется напряжение, равное (без учета падения напряжения в проводящих тиристорах 14, 16 и 30) напряжению на конденсаторе 36. Это напряжение трансформируется на вторич обмотки 21 и 24. Коэффициент. трансформации у коммутирующих трансформаторов 18-20 выбирается таким, чтобы на их вторичньпс обмотках появилось напряжение, значение которого больше напряжения источника питания Е(3 . В этом случае на запираемом основном тиристореинвертора (в рассматриваемый коммутационный такт это тиристор 1) в момент i-2 появляется импульс обратного анодного напряжения, а ток фазы АЗц переключается на обратный Диод 10, благодаря чему напряжение фазы А U ц изменяет полярность на противоположную практически без задержки относительно начала п оцесса коммутации тиристора 1 (интервал з имает около 1 мкс). Это позволяет обеспечить жесткость внещней и линейность регулировочной характеристик инверто ра. В момент 5 производят отпирание по цепи управления дозарядного тиристора 35, и начинается процесс дозаряда конденсатора 36 через линейный дроссель 34, дозарядный тиристор 35 и ttJ . Наличие источника напряжения ц данном контуре позволяет восполнить ,потери энергии в конденсаторе 36, имеющие место на интервале -t, момент t6 ток в конденсаторе 36 падает до нуля, тиристоры 14, 16, 30 и 35 выключаются, после чего на вторичные обмотки 21 и 24 перестает поступать напряжение с перезаряженного конденсатора 36 и в мот мент времени i7 тиристоре 1 уста

навливается напряжение,, значение которого равно напряжению источника питания инвертора Ed,

Начиная с момента времени i в принципе возможна коммутация очередного основного тиристора инвертора. В следующий коммутационный такт сначала осуществляют отпирание тиристоров 15 и 17, а также того распределительного тиристора, который обеспечивает подачу обратного анодного напряжения на очередной запираемый

136282

тиристор инвертора. Затем спустя время задержки jj осуществляют отпирание дозарядного тиристора 35. Регулирование интервала i .дд поз5 .воляет, как и в известном устройстве, производить регулирование напряжения на конденсаторе, а значит,. и амплитуды коммутационного тока, что обеспечивает минимальные ком.10 мутационные потери при работе инвертора на нагрузку с изменяемым значением тока.

АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖ ННЯ, содержащий трехфазные мосты основных тиристоров и обратных диодов, соединенные параллельно и подключенные к клеммам источника питания, однофазный мост коммутирующих тиристоров, аноды которых подсоединены к положительной клемме. источника питания, три коммутирующих трансформатора, две вторичные обмотки каждого из которых включены последовательно с основными тиристорами соответствующих инвертора, средние точки этих обмоток соединены с общими точками соответствующей ветви моста обратных диодов и с цепью нагрузки, а первичные обмотки с последовательно включенными распределительными тиристорами образуют три распределительные цепочки, соединенные параллельно между собой и включенные в диагональ постоянного тока однофазного моста коммутирующих тиристоров с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, линейный дроссель и дозарядный тиристор, о т л и ча ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения путем снижения числа дозарядных тиристоров и линейных дросселей, в него дополнительновведен перезарядный диод, подключенный катодом к положительной клемме источника питания и анодом к Одному из выводов линейного дросселя и к аноду дозарядного тиристора, причем другой вьгеод линейного дросселя подключен к jcaTOASM тиристоров коммутирующего моста, а катод дозарядного тиристора к отрицательной клемме источника питания .

М

t/A

Фut.Z