Независимый параллельный ионный инвертор Советский патент 1958 года по МПК H02M7/48 

Известные независимые ионные инверторы с одноступенчатой или двухступенчатой искусственной коммутацией, выполненные по однотактной или двухтактной, однофазной или трехфазной схемам, имеют ряд существенных недостатков: необходимость компенсации реактивного тока нагрузки дополнительными конденсаторами, значительное увеличение реактивной мощности при низких частотах и возникновение явления самораскачивания.

Предлагаемый инвертор более совершенен, так как он позволяет устранить указанные недостатки, имеет более простую схему и улучшает форму тока в цепи потребителя.

Это достигается тем, что инвертор снабжен дополнительным источником постоянного тока для автоматической компенсации реактивной мощности нагрузки. В однотактных схемах этот источник подключен между средней точкой первичной обмотки силового трансформатора инвертора и выводами этой обмотки через неуправляемые вентили, число которых равно числу фаз инвертора, а в мостовых схемах - к выводам первичной обмотки силового трансформатора через трехфазный мост из неуправляемых вентилей.

На фиг. 1 изображены принципиальные схемы предлагаемого инвертора для однофазного (а) и трехфазного (б) однотактного вариантов исполнения; на фиг. 2- схема для трехфазного двухтактного исполнения; а на фиг. 3 - схема инвертора в случае, когда его основной источник питания (постоянного тока) обладает обратной проводимостью (например, когда для этой цели используется электрическая мащина).

При выполнении инвертора по однотактной схеме (фиг. 1) он содержит управляемые вентили / и неуправляемые вентили 2, которые совместно с конденсаторами 3 осуществляют искусственную коммутацию инвертора.

Для компенсации реактивной мощности нагрузки применен дополнительный источник постоянного тока с напряжением U2, равным напряжению щ основного источника.

№ 115475- 2 -

Этот дополнительный источник подключается между средней точкой первичной обмотки 4 силового трансформатора инвертора и выводами обмотки 4 через неуправляемые вентили 5. Ко вторичной обмотке 5 трансформатора инвертора подключается нагрузка 7. В цепи основного источника постоянного тока включен реактор 8.

Предлагаемый инвертор работает следующим образом (фиг. 1).

После коммутации тока с одного управляемого вентиля / на другой направление тока нагрузки в первичной обмотке 4 трансформатора поддерживается в течение некоторого периода неизменным в результате разряда конденсатора 3 через вентиль 2. После полной перезарядки конденсатора 3 изменяется полярность э. д. с., индуктированных в обмотках трансформатора, что приводит к протеканию тока через вентиль 5, первичную обмотку 4 трансформатора и дополнительный источник постоянного тока напряжением «2- В этот период происходит передача энергии из цепи нагрузки в цепь дополнительного источника постоянного тока.

Переданная в эту цепь энергия может быть возвращена обратно в основной источник постоянного тока напряжением и через первичные двигатели основного и дополнительного источников постоянного тока.

При прохождении тока в первичной обмотке трансформатора через нулевое значение цепь этого тока до момента следующей коммутации замыкается через вентили / и 2, обмотку 4 и основной источник постоянного тока.

Таким образом, совместная работа двух источников постоянного тока (с их первичными двигателями) и ионного преобразователя в энергетическом отношении аналогична работе синхронного генератора.

При работе предлагаемого инвертора на чисто активную нагрузку ток через вентили 5 на протяжении всего периода работы не протекает.

Для того, чтобы конденсаторы 3 выполняли коммутационную роль во всем диапазоне изменения нагрузки от холостого хода до номинальной, индуктивное сопротивление реактора 8 следует выбирать по возможности малым. Это приводит к улучщению выходной характеристики инвертора в области малых нагрузок. Малая величина индуктивного сопротивления реактора 8 необходима также для уменьшения передачи энергии от основного источника постоянного тока к дополнительному, вызванной наличием начального тока в индуктивности реактора в моменты работы вентилей 5.

При выполнении инвертора по двухтактной мостовой схеме (фиг. 2) дополнительный источник постоянного тока подключается к выводам первичной обмотки 4 трансформатора инвертора через трехфазный мост из неуправляемых вентилей 5.

Если основной источник постоянного тока, питающий инвертор, обладает обратной проводимостью (например, когда для этой цели используется электрическая машина), то в схему инвертора можно не включать дополнительный источник постоянного тока. В этом случае компенсация реактивной мощности потребителя осуществляется с помощью обмотки 9 на ,силовом трансформаторе (фиг. 3), которая подключается к основному источнику постоянного тока до входного реактора 8 через вентили 10, обратно включенные по от ющению к основным / и коммутирующим 2 вентилям инвертора.

Предмет изобретения

1. Независимый параллельный ионный инвертор с одноступенчатой и.ли двухступенчатой искусственной коммутацией, выполненный по однотактной или двухтактной, однофазной или трехфазной схемам, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы и улучшения формы тока в цепи потребителя, он снабжен дополнительным источником постоянного тока, осуществляющим автоматическую компенсацию реакТ1ФНОЙ мощности нагрузки и подключенным в однотактных схемах - между средней точкой первичной обмотки силового трансформатора инвертора и выводами этой обмотки через неуправляемые вентили, число которых равно числу фаз инвертора, а в мостовых схемах - к выводам п-ервичной обмотки силового трансформатора через трехфазный мост из неуправляемых вентилей.

2. Независимый параллельный ионный инвертор по п. 1, питаемый источником постоянного тока, обладающим обратной проводимостью, отличающийся тем, что силовой трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, служащей для компенсации реактивной мощности потребителя, подключенной к источнику постоянного тока до входного реактора через вентили, обратно включенные по отнощению к вентилям основной коммутации.

№ 115475