Трехфазный инвертор Советский патент 1985 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике- и предназначено для электроснабжения потребителей с резко изменяющимися параметрами. Известен трехфазный инвертор, содержащий мост основных тиристороВ чыводы постоянного тока которого соединены с входными, вьгеодами через обмотки сглаживающего реактора, и два моста регулирующих тиристоров, между выводами постоянного тока которых включены обмотки компенсирующего реактора, причем вьгаоды переменного тока мостов соединены между собой и подключены к выводам коммутирующих конденсаторов, а обмотки сглаживающего и компенсирующего реакторов размещены на одном магнитопроводе i J . Основным недостатком инвертора является его сложность, обусловленная большим количеством регулирующих тиристоров в устройстве компенсации реактивной мощности. Известен трехфазный инвертор, содержащий мост основных тиристоров выводы постоянного тока которого соединены с входными выводами через сглаживающий реактор, мост регулирующих тиристоров и двухобмоточный компенсирующий реактор, причем выводы переменного тока мостов соединены между собой и образуют выходные выводы инвертора, к которымподключены коммутирующие конденсаторы, а между выводами постоянного тока мостов включены обмотки компен сирующего реактора 2j . Известен также инвертор, содержа щнй мост основных тиристоров, вывод постоянного тока которого подключен к входным выводам через сглаживающи реактор, мост регулирующих тиристор выводы постоянного тока которого замкнуты на двухобмоточной реактор причем выводы переменного тока мост соединены между собой и образуют вы ходные выводы инвертора к которым подключены коммутирующие конденсаторы, соединенные звездо;й, обмотки компенсирующего реактора соединены последовательно-встречно, а их общая точка подключена к нулевой точке звезды коммутирующих конденса торов Стабилизация выходного напряжени в приведенных схемах инверторов при изменении параметров нагрузки осуществляется за.счет изменения величины реактивной мощности, потребляемой компенсирующим устройством от коммутирующих конденсаторов. В результате этого качество выходного напряжения в переходных режимах в значительной степени определяется возможной скоростью изменения баланса реактивной мощности. Силовые схемы компенсирующих устройств, входящих в эти инверторы, в силу прерывистого характера тока, компенсирующего реак- тора обладают высоким быстродействием. Однако из-за инерционности узлов , входящих в контур управления компенсирующим устройством, при резких колебаниях нагрузки могут иметь место значительные провалы и всплески напряжения на коммутирующих конденсаторах, которые снижают надежность работы инвертора и устройств на его ыходе.., Наиболее близким по технической сущности к изобретению является трехфазный инвертор, содержащий, кроме элементов устройства З , два диода, каждый из которых вклйчен между соответствующими выводами постоянного тока мостов основных и регулирующих тиристоров, образуя совместно с последними замкнутый контур. Известный инвертор обладает более высокой функциональной надежностью за счет наличия цепей силовой импульсной обратной связи по углу запирания 41. Однако . цепей такова, что они действуют только в режимах работы инвертора, при которых в моменты коммутации основных тиристоров и закрытом состоянии находятся все регулирующие тиристоры., При этом индуктивность основного контура компенсации реактивной мощности оказывается равной индуктивности цепей силовой импульсной обратной связи, что приводит к снижению эффективности действия последней в переходных режимах. Целью изобретения является улучшение динамических характеристик инвертора. Указанная цель достигается тем, что в трехфазном инверторе, содержащем мост основных тиристоров, выводы постоянного тока которого подключены к входным выводам через сглаживающий дроссель, мост регулирующих тиристоро к выводам-постоянного тока которого подключены одноименные выводы обмот двухобмоточнога компенсирующего дро селя, причем выводы переменного ток постов соединены между собой и обра зуют выходные, выводы инвертора ккоторьп подключены коммутирующие конденсаторы, .соединенные звез-дой, а также два диода, катод первого из которых соединен санодной группой моста основных тиристоров, а анод второго - с катодной группой этого моста, обмотки компенсирующего дрос селя снабжены отводами, .подключенны ми к нулевой точке звезды коммутиру ющих конденсаторов-, при этом анод первого диода соединен с концом обмотки компенсирующего дросселя, сое диненного с катодной группой моста регулирующих тиристоров, а катод второго диода - с концом обмот-ки, соединенной с анодной группой указа ного моста. На чертеже показана схема трехфа ного инвертора. Инвертор содержит мост основных тиристоров 1-6 со сглаживающим дрос селем 7 в цепи питания и мост регулирующих тиристоров 8-13, к выводам постоянного тока которого подключены одноименные вьгеоды обмоток 14и 15. компенсирующего дросселя 16 Выводы переменного тока, ностов тиристоров 1-6 и 8-13 соединены между собой и подключены к выводам коммутирующих конденсаторов 17-19, соединенных звездой-, при этом к нулевой точке этих конденсаторов подключены отводы от обмоток 14 и 15дросселя 16. Схема содержит также диоды 20 и 21 ,, которые включены через обмотки дросселя в прямо направлении между выводами постоянного тока мостов тиристоров 1-6 и 8-13, Отводы делят обмотки 1,4 и 15 на секции соответственно 22,23 и 2,25. .. Инвертор работает следующим образом. I В процессе поочередной работы основных тиристоров 1-6.периодическ перезаряжаются коммутирующие конден саторы 17-19, врезультате чего на инвертора формируется трехфазное напряжение с частотой, соответствующей частоте управляющих импульсов. Поддержание величины выходного напряжения инверторг. в заданных пределах обеспечивается двухканальным устройством .компенсации реактивной мощности, включающим в себя регулирунщие тиристоры 8-13, (Дроссель 16 и диоды 20 и 21-. Тиристоры 8-13 управляются (в последовательности,. соответствующей их нумерации) одиночными импульсами, смещенными на угол об в сторону опережения относительно моментов перехода соответствующих фазных напряжений через нулевые значения. Так, например, управляющий импульс на тиристор 8 подается в момент времени, отстоявши в сторону опережения на угол об относительно момента перехода напряжения на конденсаторе 17 из области .положительных р область отрицательных значений. При отпирани тиристора 8 параллельно конденсатору 17 подклю- чается секция .22 обмотки 14, в результате чего формируется -импульс тока компенсации длительностью 2ot. Аналогично через 180 эл.град. при включении тиристора 11 через секцию 24 обмотки 15 протекает импульс тока компенсации, симметричный указанному. . Диоды 20 и 21 реализуют силовую импульсную обратную связь по углу запирания fi, При 30 эл.град. диоды 20 и 21 .не оказывают влияния на протекание -электромагнитных, процессов, в интервале. Если М 30 эл. град., то в. момент коммутации двух инверторных тиристоров напряжение на конденсаторе,. соединенном.с открывающимся тиристором, имеет отпирающую для соответствующего диода полярность. Например, в этом случае напряжение на конденсаторе 17 в момент включения .тиристора 4 имеет отпирающую для диода 21 полярность. При открывании диода 21-образуется следующий контур; фаза А - тиристор 4 - диод 21 - секция 25 обмотки 15 нулевая точка-конденсаторов 17-19. Длительность существования этого контура соответствует углу 7 2- 2(Л- 30®). Заметим, что контур силовой импульсной обратной связи ,в схеме образуется при ft 30 эл.град. в момент,коммутации соответствующих инверторных. тиристоров независимо от состояния в этот момент регулирующих тиристоров. При этом величина индуктивности в контуре силовой импупульсн.ой обратной, связи -может быть сделана сколь угодно меньшей, чем величина индуктивности основного контура компенсацииреактивной ности. Это благоприятно сказывается на динамических характеристиках инвертора, так как уменьшение величины индуктивности в цепях силовой импульсной обратной связи повьшает интенсивность процесса регулирования реактивной мощности коммутирующих

конденсаторов в переходных режимах, являющихся следствием резких колебаний параметров нагрузки. Кроме того, улучшение динамических характеристик инвертора достигается без введения дополнительных силовых элементов и усложнения схемы управления.Образование новых связей между элементами схемы приводит к повышению чувствительности цепей силовой импульсной обратной связнпоуглу запирания.

ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий мост основных тиристоровj вьшоды постоянного тока которого подключены к входньм выводам через сглаживающий дроссель, мост регуtлирующих тиристоров, к выводам постоянного тока которого подключены одноименные выводы обмоток двухобмоточного компенсирующего дросселя, причем выводы переменного тока мостов соединены между собой и образуют выходные выводы, к которым ;подключены .коммутирующие конденсаторы, соединенные звездой, а также, двадиода, катод первого из которых соединен с анодной группой моста основных тириЬторов, а анод второго-с катодной группой этого моста, отличающийся тем, что, с целью улучшейия динамических характеристик, обмотки компенсирующего дросселя снабжены отводами, подключенными к нулевой, точке i звезды коммутирующих конденсаторов, при этом анод первого диода соедиW нен с концом .обмотки компенсирующего дросселя, соединенной с катодной группой моста регулирующих тиристоров, а катод второго диода - с кон- а дом обмотки,.соединенной с анодной группой указанного моста. .