Преобразователь постоянного тока в переменный Советский патент 1986 года по МПК H02M7/523 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к силовой пре образовательной технике Целью изобретения является ние энергетических показателей при работе на нагрузку в виде последова- тельного колебательного RLC-контура, имеющего высокую добротность при пуске преобразователя. На фиг. 1 приведена схема предла- гаемого преобразователя; на фиг. 2 огибающая выходного напряжения преобразователя при пуске. Преобразователь содержит тиристорную инверторную ячейку I, собранную На тиристорах , связанную с отрицательным входным выводом и через дроссель фильтра 6 с положител:ьным входным вьшодом, нагрузку 7 в виде последовательного колебательного RLC контура имеющего высокую добротност при пуске преобразователя, параллель ный LC-фильтр 8о Нагрузка 7 и параллельный ЬС-фильтр 8 подключены к выходу тиристорной инверторной ячейки 1, Преобразователь содержит также дополнительные дроссель 9 и тиристор 10, конденсатор 11, одна обкладка .которого соединена с отрицательным входным выводом, а вторая - с. одним концом дополнительного дросселя 9 и связана с катодом дополнительного тиристора 10 соединенного анодом с другим концом дополнительного дросселя 9 и с точкой соединения дросселя фильтра 6 с тиристорной инверторной ячейкой 1. Параллельный LC-фильт 8 настраивают таким образом, чтобы выходная частота преобразователя не- значительно (в пределах 5-10%) превы шала резонансную частоту фильтра Этим обеспечивают емкостной характер сопротивления параллельного LC-фильт ора 8 на выходной частоте. Колебатель ный RLC-контур нагрузки 7 также наст раивают на частоту, близкую к выходной частоте преобразователя таким об разом, чтобы в установившемся режиме работы преобразователя параллельная цепь, образованная LC-фильтром 8 и нагрузкой 7, имела емкостное сопротивление и обеспечивалось устойчивое инвертирование при изменении парамет ров нагрузки в заданных пределах. Перед пуском преобразователя тири сторы инверторной ячейки 1 и дополни тельный тиристор 10 находятся в выключенном состоянии. Токи в ветвях 12 82 преобразователя отсутствуют. В мо мент пуска включают дополнительный тиристор 10, создавая цепь заряда: конденсатор 11 через дроссель фильтра 6 и дополнительный тиристор 10, При этом ток, протекающий через дроссель фильтра 6, на определенном интервале развития колебательного процесса воз- растает. С заданной задержкой времени, не превьппающей длительности указанного интервала, включают пару тиристоров инверторной ячейки 1, например 2,5. К тиристору 10 прикладывается обратное напряжение, равное по ве личине напряжению на конденсаторе 11. При этом дополнительный тиристор 10 вьжлючается и ток дросселя фильтра 6 протекает через нагрузку 7 и параллельный LC-фильтр 8. Напряжение на выходе преобразователя возрастает и достигает значения, превьппающего напряжение на конденсаторе 11. К аноду дополнительного тиристора 10 прикладывается положительное напряжение. Тиристор 10 включают повторно и ток дросселя фильтра 6 снова протекает через конденсатор I1, а к тиристорам 2, 5 прикладывается обратное напряжение и они выключаются. Затем вклю- чают следующую пару тиристоров 3 и 4, а дополнительный тиристор Ш повторно выключается. Далее процесс повторяется. Такая очередность включения тиристоров соблюдается как в пусковом, так и в установившемся режиме работы преобразователя. Заряд конденсатора 1I продолжается до тех пор, пока напряжение на его зажимах не достигает значения напряжения источ„ика питания. В дальнейшем, помимо заряда конденсатора 11 через дополнительный тиристор 10, обеспечивается его заряд через дополнительный дроссель 9 на интервалах, соответствующих выключенному состоянию дополнительного тиристора 10. В установившемся режиме работы преобразователя среднее значение напряжения на конденсаторе 11 равно среднему значению напряжения источника питания. Ток дополнительного дросселя 9 увеличивается пропорцистнально длительности открытого состояния дополнительного тиристора 10. Изменяя задержку времени между моментами включения дополнительного тиристора 10 и тиристоров инверторной ячейки 1, регулируют величину выходного тока инвертора. Угол запирания тиристоров увеличивается на время открытого состояния ДОПОЛ нительного тиристора 10. В процессе регулирования изменяется форма тока на выходе инвертора, отношение основ ной гармоники этого тока к тому, пот ребляемому от источника питания, а следовательно, и величина выходного напряжения преобразователя при ло стоянстве сдвига фаз между выходным током и напряжением. В начальный период развития пус- нового процесса сопротивление коле бательного контура нагрузки 7 вспед ствие его высокой добротности велико. Большая часть выходного тока пре образователя протекает по цепи парал лельного LC-фильтра 8, имеющего более низкую добротность. Дальнейшее развитие процесса пуска характеризуется уменьшением сопротивления конту ра нагрузки 7, постепенным увеличе-нием тока в этом контуре, причем ско рость его роста обратно пропорциональна величине добротности контура Рост тока продолжается вплоть .до вы- хода пускового процесса на установив шийся режим. В установившемся режиме работы преобразователя добротность контура нагрузки 7 монет изменяться как в сторону ее увеличения, так и уменьшенияо Так как сопротивление нагрузки 7 в начальный период пуска велико, то непосредственный пуск преобразователя (без подключения параллельного LC-фильтра 8) сопровожгдается существенным повьш1ением на- пряжения на выходе инверторрой ячейки 1 . Огибающая выходного напряже- ния при непосредственном преоб разователя показана на фиг. 2 (кри- вая 12) с уменьшением добротности контура нагрузки 7, Максимальное зна чение этого напряжения также уменьша ется. Непосредственный пуск преобра зователя на низкодобротный последовательный колебательный RLC-контур характеризуется плавным нарастанием выходного напряжения вплоть до уста новившегося значения (фиг. 2, кривая 13). Подключение низкодобротного параллельного LC-фильтра 8 к выходу инверторной ячейки 1 позволяет из- бежать возникновения высокого напря- жения на выходе преобразователя в начальный период пуска, когда сопро тивление иысокодобротного контура нагрузки 7 велико. При этом напряжение на выходе тиристорной инверторной ячейки 1 изменяется аналогично рассмотренному случаю непосредственного пуска преобразователя на низкодобротный последовательный колеба- тельный RLC-контур (фиг. 2, кривая 13). Добротность параллельного.LCфильтра 8 определяют из условия обеспечения плавного нарастания напряжения на выходе преобразователя при пуске и допустимого уровня активных потерь энергии в дросселе 11араллель- ного LC-фильтра 8. Максимальное напряжение, прикладываемое к тиристорам иниерторной ячейки 1, пропорционально выходному напряжению преобразователя. Поэтому подключение параллельного LC-фильтра и позволяет снизить уровень максимального напряжения на тиристорах . Б этом случае возможно применение ершовых тиристоров более низкого класса или сокращение их числа при последовательном включении в плечи моста тиристор- ной инверторной ячейки 1. Снижение уровня максимального напряжения на тиристорах 2-5 позволяет уменьшить их установленную мо°щность. Элементы нагрузки 7, тиристоры 2-5 инверторной ячейки 1 подвержены воздействию более низких напряжений, что способствует повышению надежности их работы. Для высших гармонически°х составляющих выходного тока преобразователя сопротивление последовательного колебательного RLC-контура нагрузки 7, настроенного на частоту, близкую к выходной частоте инвертора, велико. Поэтому при непосредственной работе преобразователя на нагрузку 7 (без подключения параллельного LC-фильтра 8) форма кривой выходного напряжения существенно отличается от синусоидальной. Подключение параллельного LC-фильтра 8, имеющего малое сопротивление для высших гармонических составляющих выходного тока, позволяет снизить уровень не синусоидально-, сти кривой выходного напряжения и способствует улучшению энергетических показателей преобразователя. Формула изобр е т е н и я Преобразователь постоянного тока в переменный по авт. св. № 797026,

отличающийся тем, что, : с целью улучшения энергетических по казателей при работе на нагрузку в виде последовательного колебательноiго RLC-контура, имеющего высокую добротность при пуске преобразователя.

он снабжен подключенным к выходу инверторной ячейки параллельным LCфильтром с добротностью, более низкой по отношению к добротности по следовательного колебательного RLCконтура при пуске преобразователя.

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 797026, Целью является улучшение энергетических показателей Ю 9 11 jBfпри работе на нагрузку в виде после- , довательного колебательного RLC-контура., имеющего высокую добротность при пуске преобразователяо Устройство содержит ячейку на тиристорах 2- 5. К выходу ячейки подключена нагрузка 7 и параллельный колебательный LC-фильтр (ПКФ) 8, Добротность ПКФ 8 более низкая по сравнений с добротностью колебательного LC-контура нагрузки 7 при пуске, В начальный период пуска большая часть выходного тока протекает по цепи ПКФ 8. . нейшее развитие процесса пуска характеризуется уменьшением сопротивш ления контура нагрузки 7 и постепен- 1сл ,ным увеличением тока в этом контуре. Подключение ПКФ 8 позволяет снизить, уровень максимального напряжения на тиристорах 2-5. 2 ил. fi W2 tt 1 СП О) 00 ,3 5, фцй, 1