Инвертор тока с фиксированной выходной частотой Советский патент 1985 года по МПК H02M7/515 

со

90 СО 1 Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в автономных устройствах электропитан высокого напряжения и автономных . электропередачах постоянного тока. Известен инвертор тока с фиксированной выходной частотой J предста ляющий собой тиристорный мост jjj , Однако инвертор не обеспечивает надежную и устойчивую работу при изменении нагрузки в широких пределах. При малых токах нагрузки (2-5% номинального тока) вентили инвертор .работают в режиме прерьшистых токов Такой режим в высоковс ш тных преобразователях, содержащих последовательное соединение тиристоров- сопр вождается перенапряжениямиS которы снижают надежность работы преобразователя и требуют увеличения его габаритов и -массы. Наиболее близким к изобретению п технической сущносчи и. достигаемому .результату является инвертор, содер жащий тиристорный мост и встречно.параллельно соединенный с ним на ст роне постоянного тока диодньй мост подключенные к источнику постоянног тока, и диодный мост соединен входо . : . .... гт. С выходом тиристорного моста, подключенным к нагрузке, при этом связь выхода тиристор.ного моста .и входа диодного моста осуществляется через Трансформатор f , Известная схема используется , в автономных инверторах. Назначени диодного моста в данном случае сос тоит в ограничении (стабилизации) выходного напряжения инвертора в режиме нагрузок, меньших номинальной. При номинальной- нагрузке ток :В диодном мосту отсутствует, а в режиме, близком к холостому ходу, через диодный мост течет ток, равн Току нагрузки о Столь значительньш , ток создает электроэнергии. Если нагрузкой инвертора является энергосистема то чаще всего она обладает свойством поддержания постоянства напряжения В динамических режимах при этом возможны колебания напряжения сети. Посколь ток диодного моста определяется соотнойением 7 а где сопротивление обдмоток трансформатора; Ug5(- напряжение на входе тиристорного моста; иgjiiy- выходное напряжение; К - коэффициент выпрямительной системы, при колебаниях (,| возможен, таким образом, режим, при котором ток снижается к , а следовательно, и возникают перенапряжения. Поэтому величина Т ц должна выбираться с большим запасом, что при отсутствии колебаний ведет к большим потерям энергии. Целью изобретения является повышение КПД, Поставленная цель достигается тем, что в инверторе тока, содержащем встречно-параллельно соединенные.по выводам постоянного тока тиристорный , мост и мост диодов обратного тока, причем выводы переменного тока этих мостов между собой соединены, мехсду-. выводами переменного тока указанных мостов включен индуктивно-емкостный преобразователь в виде Г-образного JjC-фильтра,, сопротивления реактивных элементов которого на выходной частоте равны. На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Тиристорньй мост 1 выводом подключен к нагрузке 2 и индуктивноемкостному преобразователю 3 источника напряжения в источник тока (ИЕП) о, ЙЕН выполнен, например, по топологии Г-образного С-фильтра, соединяющего конденсатор 4 и реактор 5. Выход ИБП подключен к. диодному мосту с, который своим выходом постоянного тока включен параллельно тнристорному мосту 1. Полюса моста 1 через реактор 7 подключены к сети (источнику) 8 постоянного тока. В некоторых случаях реактор 7 может отсутствовать, например при использовании в качестве исто 1ника постоянного тока выпрямителя, питаемого от ИЕП или генератора соизме римой с тирисТорным мостом 1 мощности. Подключение полюсов диодного моста 6 к тиристорному мосту 1 может содержать дополнительные сглаживающие реакторы. Устройство работает следующим образрм. Постоянное напряжение, поступающее от источника 8 преобразуется известным образом тиристорным мосто 1 Р переменное, которое поступает н нагрузку 2, для электроснабжения которой и используется устройство . Ток, поступающий на мост 1, сглаживается реактором 7. Нагрузка 2, ее активная составляющая, может менять ся в широких пределах. Вследствие этого при очень малых нагрузках тиристорный мост 1 со стороны источ ника 8 может потреблять очень малый ток, при котором его вентили работали 6bv в режиме прерывистых токов Этого не происходит, так как ток через мост 1 состоит из двух состав ляющих, первая из которых - ток наг грузки, а вторая - баластный циркулирую11р1Й ток, создаваемый диодным выпрямительным мостом 6, Величина этого тока постоянна и не зависит от .тока нагрузки и угла выключения вентилей тиристорного моста 1 . Пост янньй ток равен . ku , где К - коэффициент связи между . переменным и постоянным током диодного моста (для однофазной схемы К 0,9, трех§)азнрй - К 2,275); и - напряткение на . выходе инперхора; X - сопротивление конденсатора 4 и реактора 5 на выходной частоте. . Величина тока ц составляет обычно 2-3% от номинального. Ток Jy обеспечивает работу вентилей моста 1 в, / режиме непрерывного тока, чем исклю-, чаются перенапряжения. Это свойство выпрямительного моста 6 обеспечивается за счет ИЕП 3. Неизменность выходного тока ИЕП достигается за счет того, что сопротивления его элементов, конденсатора 4 и реактора 5, на выходной частоте равны, т.е. Хд Xg. Возможны и другие модификации схем ИЕП. Использование вместо ИЕП любого, другого токоограничивающего элемента не может обеспечить подобного эффекта, ибо в этом случае ток диодного моста определяется разностью нарпяжений цепостоянного и переменного тоТаким образом, величина баластного тока в предложенной схеме принимается в несколько раз-ниже, чем в известной. Это обстоятельство в высоковольтных установках дает существенное снижение отерь электроэнергии.

ИНВЕРТОР ТОКА С ФИКСИРОВАННОЙ ВЫХОДНОЙ ЧАСТОТОЙ содержащий встречно-параллельно соединенные по вьгоодам постоянного тока тиристорный мост и мост диодов обратного тока, . причем выводы переменного тока этих Мостов между собой соединены, о тличающийся тем, что, с целью повышения КПД медду выводами переменного тока указанных мостов включен индуктивно-емкостный гфеобразователь в виде Г-образного LC-фильтра, сопротивления реактивных элементов которого на выходной частоте равны.