Тиристорный инвертор Советский патент 1986 года по МПК H02M7/515 

1

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и предназначено для использования в системах электроснабжения потребителей с резко изменяющейся нагрузкой.

Цель изобретения - повьппение функциональной надежности инвертора за счет улучшения его динамических характеристик,

На фиг.1 показана схема тиристор- ного инвертора; на фиг.2 - возможный вариант реализации блока обратной связи; на фиг.З - графики токов и напряжений, поясняющие работу тирис- торного инвертора.

Тиристорный инвертор содержит мост основных тиристоров 1-6 со сглаживающим реактором 7 и коммутирующими конденсаторами 8-10 и мост регулирующих тиристоров 11-16, который через проходной тиристор 17 замкнут на индуктивный, накопительный элемент 18 Выводы переменного тока моста 1-6 и 11-16 пофазно. соединены и образуют выходные выводы инвертора А, В, С. Схема инвертора содержит также задающий генератор 19, блок 20 управления мостом основных тиристоров, блок 21 управления мостом регулирующих тиристоров, фаЭОСдвигающий узел 22, первую схему сравнения 23, блок 24 обратной связи и первый формировател импульсов 25.

Узел коммутации проходного тиристора 17 выпол нен в виде диода 26, перезарядных дросселя 27 и конденсатора 28, гасящего 29 и перезарядных тиристоров 30, 31 .

Последовательно соединенные триггер 32 и интегратор 33 включены между выходом фазосдвигающего узла 22 и одним из входов компаратора 34, выход которого через формирователь импульсов 25 подключен к управляющим переходам проходного 17 и перезарядного 30 тиристоров и через последовательно соединенные логический элемент НЕ 35 и второй формирователь импульсов 36 - с управлякщими переходами гасящего 29 и перезарядного 3 тиристоров. При. этом второй вход компаратора 34 связан с выходом схемы 37 сравнения, один вход которого через дифференцирующее звено 38 под- йлючен к выходу блока 24 обратной связи.

Блок 24 обратной связи (фиг.2) содержит схему 39 измерения длитель

20

220088J

нести импульсов, вход которой подключен к выводам постоянного тока низковольтного диодного моста 40-45, однофазные трансформаторы 46-48,

5 вторичные обмотки которых соединены в треугольник и подключены к выводам переменного тока моста 40-45, а также высоковольтный мост на диодах 49-54, выводы постоянного тока

10 которого через резисторы 55 и 56 в обратной полярности подключены к выводам постоянного тока основных тиристоров 1-6, а выводы переменного тока через первичнее обмотки транс13 форматоров 46-48 соединены с выходными выводами инвертора. Выход схемы 39 измерения длительности импульсов образует выход блока 24 обратной связи. I

Особенности работы предлагаемого

тиристорного инвертора состоят в следующем .

Мост основных тиристоров 1-6 с реактором 7 в цепи питания, управляемый определенным образом сформированной с помощью блока 20 последовательностью импульсов, создает на конденсаторах 8-10 трехфазную систему напряжений, по форме близкую к синусоидальной. Величина этих напряжений при заданном входном напряжении определяется избытком реактивной мощности емкостного характера, в создании которого принимают участие как

35 конденсаторы 8-10, так и мост регулирующих тиристоров 11-16 с индуктивным накопительным элементом 18. Наличие узла искусственной коммутации обеспечивает режим работы моста

0 тиристоров 11-16 с опережающим углом отпирания.

Гашение тиристоров 11-16 осуществляется общим узлом коммутации, выполненным на тиристорах 17, 29-31

5 и перезарядных дросселе 27 и конденсаторе 28. Управляющие импульсы на проходной 17 и перезарядной тиристор 30 подаются с шестикратной.

25

30

по отношению к основной, частотой 50 однов ременно с управлякщими импульсами на тиристоры 11-16.

Предварительно заряженный перезарядный конденсатор 28 (с полярностью, указанной на чертеже) начинает 5$ перезаряжаться через дроссель 27 и тиристоры 17 и 30. При этом гасящий тиристор 29 закрывается и ток реактора 18, протекающий во время паузы

через него и диод 26, переходит в цепь, содержащую проходной тиристор 17, очередную , вступающую в работу, пару вент гшей из тиристоров 1 1 16 и коммутирующие конденсаторы 8-10

Выключение проходного тиристора 17 и двух вентилей (11-16), работающих одновременно с ним, осуществляется подачей управляющих импульсов на гасящий 29 и перезарядньш 31 тиристоры, при этом конденсатор 28 перезаряжается через них и дроссель 27, а ток реактора 18 замыкается по цепи диод 26 - тиристор 29.

Величина генерируемой реактивной мощности определяется амплитудой и длительностью импульсов тока фазы конденсатора (фиг.З). Исходя из этого, построена система автоматическо го поддержания на заданном уровне угла запирания основных тиристоров инвертора.

I Сигнал, пропорциональный отклонению угла запирания от заданного значения, со схемы сравнения 23 поступает на управляющий вход фазо- сдвигающего узла 22, который определяет угол управления регулирующих тиристоров 11-16. Угол управления определяет амплитуду импульсов фазного тока, однако регулирование генерируемой мощности таким способом обладает инерционностью, что связано со значительной постоянной времени реактора 18. Регулирование генерируемой реактивной мощности длительностью тока, осуществляемое по второму каналу, не имеет этого недостатка однако ухудщает гармонический состав тока. Поэтому предлагаемая система резкие изменения нагрузки отрабатывает с помощью изменения длительности импульсов тока, а медленные - пу- тем регулирования их амплитуды.

Дифференцирующее звено 38 позволяет получить со второй схемы сравнения 37 сигнал, пропорциональный скорости изменения угла запирания, который подается на один из входов компаратора 34. На другой вход компаратора 34 подается пилообразное напряжение с интегратора 33, с выхода снимаются импульсы, длительность которых определяет длительность импульсов входного тока моста 11-16.

По переднему фронту этих импульсов формирователь импульсов 25 подготавливает импульсы на открытие про

2200884

ходиого тиристора 17 и через блок 21 регулирующих тиристоров 11-16, а по заднему фронту аналогичный формирователь 36 с помощью логического 5 элемента НЕ 35 управляет работой гасящего тиристора 29.

Формула изобретения

0

5

0

5

0

5

0

5

0

Тиристорный инвертор, содержащий мост основных тиристоров со сглаживающим, реактором в цепи питания и коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока, мост регулирующих тиристоров с узлом искусственной коммутации, замкнутый на индуктивный накопительный элемент, при этом выводы переменного тока указанных мостов пофазно соединены и образуют выходные выводы инвертора, а также задакяций генератор, блок управления мостом основных тиристоров, блок управления мостом компенсирующих тиристоров, фазосдвигающий узел, первую схему сравнения и блок обратной связи, отличающи й- с я тем, что, с целью повыщения функциональной надежности за счет улучшения динамических характерис- . тик, он снабжен триггером, интегра- тором, компаратором, логическим элементом НЕ, первым и вторым формирователями импульсов, дифференцирукяцим звеном и второй схемой сравнения, причем последовательно соединенные триггер и интегратор включены между выходом фазосдвигающего узла и одним из входов компаратора, другой вход которого связан с выходом блока обратной связи через дифференцирующее звено и вторую схему сравнения, вы- ход компаратора соединен с входом первого формирователя и через логический элемент НЕ - с входом второго формирователя, узел искусственной коммутации регулирующего моста вы- .полнен в виде проходного тиристора, включенного последовательно с индуктивным накопительным элементом, диода, перезарядных дросселя и конденсатора, гасящего, первого и второго перезарядных тиристоров, причем про- , ходной тиристор вместе с тремя други ми тиристорами узла образуют однофазный мост, выводы постоянного тока которого замкнуты на перезарядный дроссель, а переменного тока - на перезарядный конденсатор, анод диода соединен с анодами регулирующих тиристоров, катод - с анодом гасящего

512200886

тиристора и катодом первого переза- перезарядного тиристоров, а выход рядного тиристора, выход первого второго формирователя - к управляющим формирователя подключен к управляю- переходам гасящего и второго переза- щим переходам проходного и первого рядного тиристоров.

иг. 1

3

33

-W-H

L-KH4 y

2

52

5

5 4-4

5

53

о

Фuг.Z

Тиристорный инвертор используется в системах электроснабжения потребителей с резко изменяющейся нагрузкой. Целью изобретения является повышение надежности за счет улучшения динамических характеристик. Устройство содержит мост основных тиристоров (ОТ) 1-6 и регулирукшщх тиристоров 11-16, фазосдвигающий узел 22, схему сравнения 23 и блок 24 обратной связи. Введение триггера 32, интегратора 33, компаратора 34, логического элемента НЕ 35, первого и второго формирователей импульсов 25 и 36 дифференцирующего звена 38 и второй схемы 37 сравнения обеспечивает поддержание на заданном уровне угла запирания ОТ 1-6. Величина реактивной мощности определяется амплитудой и длительностью импульсов тока фазы компенсатора. Изобретение позволяет резкие измене - ния нагрузки отрабатывать с по- мошью изменения длительности импульсов тока , а медленные - путем регулирования их амплитуды . 3 ил. (Л о N3 О X) эо

puz.3

Редактор Н.Гунько

Составитель Г. Техред Л.Олейник

1329/58 Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор О.Луговая