Инвертор напряжения Советский патент 1987 года по МПК H02M7/521 H02M7/517 

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в устройствах, преобразующих постоянное напряжение в переменное.

Целью изобретения является повышение надежности, улучшение массо- габаритньк показателей за счет снижения уровня перенапряжений в пусковой период.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - осциллограммы пуска инвертора.

Источник Г питания, выполненный преимущественно в виде управляемого вьтрямителя с выходным фильтром, полюсами связан с плечами мостового инвертора, образованными последовательным соединением рабочих тиристоров 2 и нелинейных реакторов 3. Встречно параллельно тиристорам 2 включены рабочие диоды 4. Параллельно каждому плечу инвертора в ключены коммутирующие плечи, составленные из последовательно соединенных тиристоров 5, линейных или,нелинейных реакторов 6 и конденсаторов 7. Коммутирующие тиристоры шунтированы встречно параллельными диодами 8.Коммутирующие конденсаторы 7 одним выводом содинены с плюсовой шиной питания, а вторым - соединены также с диодами 9 сброса. Вторые выводы диодов 9 в каждой группе (анодной и катодной) соединены вместе и подключены к противоположному типу силовых электродов тиристоров 10 сброса. Вторые силовые ВЫВОДЫ;-этих тиристоров подключены к минусовой шине источника 1 питания. Между анодом и управляющим электродом тиристоров 10 сброса включены стабилитроны 11. К выходу инвертора подключена нагрузка 12.

Устройство работает следуюЕ им образом.

Постоянное напряжение, поступае- мое с источника 1 питания, преобразуется в переменное напряжение, подаваемое на нагрузку 12. С этой целью на рабочие 2 и коммутирующие 5 тиристоры в известной последовательности подаются управляющие импульсы необходимой частоты повторения.При этом для выключения работавшего до этого плеча рабочих вентилей инвертора подаются импульсы на коммутирующие тиристоры 5, которые вводят в работу колебательный кон- , тур, составленный реактором 6 и кон

5

0

0

денсатором 7. Ток этого контура превышает рабочий ток и вызывает выключение рабочего тиристора 2. После этого с небольшой задержкой включается рабочий тиристор противоположного плеча, что вызывает изменение полярности напряжения на нагрузке 12. Нелинейные реакторы 3 ограничи-- вают скорость нарастания тока через рабочие тиристоры, что повышает надежность, снижает потери энергии на этапе включения.В процессе работы из-за потерь в контуре коммутации на коммутирующих кондесаторах 7 происходит накачка напряжения, т.к. напряжение на конденсаторах 7 может превысить напряжение источника 1. Ограничеьие этого напряжения достигается благодаря диодам 9 сброса, которые избыток энергии конденсаторов 7 возвращают в цепь постоянного тока через тиристоры 10.Последние включаются цепью самозапуска через стабилитрон 11, благодаря превьшгению анодным напряжением тиристоров 10 напряжения стабилизации стабилитронов 11. Целесообразно напряжение принимать равным 10-15% номинального напряжения на полюсах.

Предлагаемая схема позволяет осуществить плавный пуск инвертора. Б таком режиме на тиристоры 2 и 5 за ранее подается требуемая последовательность импульсов угфавления, а затем плавно с нулевого значения до минимального увеличивается напряжение исто пгака 1. В номинальном режиме ток колебательного контура и ток

нагрузки пропорциональны напряжению источника 1,В зоне низких напряжений нелинейные реакторы не насыщаются и работают как линейные, обладая достаточно большим сопротивлением, на частоте работы контура коммутации. Последняя в 10-30 раз больше номинальной выходной частоты инвертора. Поэтому указанные ре- стсторы незначительно ограничивают

ток нагрузки и существенно снижают ток коммутирующих контуров. Это обстоятельство не позволяло осуш,ест- вкть плавный пуск инвертора, ибо в известной схеме в зоне низких напряженки непропорционально резко сниается амплитуда коммутационного тока. Б результате возникают опрокиывания инвертора. Поэтому приходится пускать инвертор толчком, т.е.

при снятых импульсах управления инвертора поднимать напряжение источника 1 до минимального уровня, а затем подавать импульсы управления инвертора. Такой режим пуска сопровождается перенапряжениями, которые усиливаются при наличии линии электропередач.

При отсутствии диодов 9 сброса, как указывалось выше напряжения на коммутирующих конденсаторах в 1,8 раза превьшают напряжение на. полюсах, вследствие чего возрастает и коммутационный ток. В предлагаемом устройстве в начале пускового периода, в зоне низких напряжений, тиристоры 10 закрыты, так как стабилитроны 11 не проводят ток. Поэтому в этой зоне существенно возрастают токи коммутации, что и обеспечивает успешный пуск. Повьппение напряжения на конденсаторах 7 не опасно, так как напряжение существенно ниже номинального. По мере роста напряжения на полюсах возрастает анодное напряжение тиристоров 10 вьпие уровня пробоя стабилитронов 11, которые открываясь, включают тиристоры 10, тем самым присоединяя диоды 9 сброса к полюсам. Наступая с этого момента времени, диоды сброса начинают ограничивать напряжения на конденсаторах.

Таким образом, устройство обеспечивает плавный пуск инвертора без перенапряжений.

На фиг. 2 приведены осциллограммы пуска инвертора в составе вставки постоянного тока (без линии) напряжения 14 кВ. Осциллограмма а соответствует пуску толчком, а S - плавному пуску. На осциллограмме обозначено: Н - напряжение; Т - ток

звена постоянного тока. Как видно осциллограммы подтверждают положительный эффект.

Таким образом предлагаемая схема, благодаря возможности плавного пуска, исключает перенапряжения, что с одной стороны повышает надежность, оборудования, а с другой стороны появляется возможность снизить

установленную мощность оборудования (в основном вентилей), что снит жает массогабаритные показатели установки.

Формула изобретения

Инвертор напр.яжения, содержащий в каждом плече моста рабочие тиристоры с встречно параллельными диодами и коммутирующими цепями, вьтолнен- ными в виде последовательно включенных реакторов, конденсаторов и тиристоров, шунтированных обратными диодами, причем конденсаторы одним выводом соединены с одно шиной питания, а вторым выводом присоединены к диодам сброса, которые вторыми выводами в каждой группе объединены и связаны с противоположной по полярности шиной питания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения массогабаритных показателей за счет снижения уровня перенапр.яжений в

пусковой период, он снабжен нелинейными реакторами, включенными в каждое плечо, и двумя тиристорами и стабилитронами, причем тиристоры включены между общими точками групп

диодов сброса и соответствующими щи- нами питания, а стабилитроны включены между управляющим электродом тиристора и его анодом.

н

н

Изобретение относится к преобразовательной технике. Целью изобретения является повьшение надежности и улучшение массогабаритных показателей. Устройство содержит рабочие тиристоры 2 со встречно параллельны- ми диодами 4. Параллельно каждому плечу включены коммутирующие тиристоры 5, реакторы 6 и конденсаторы 7,которые соединены с диодами сброса 9.Диоды сброса 9 соединены с тиристорами сброса 10, между анодом и управляющим электродом которых включены стабилитроны 11. В начале пускового периода тиристоры 10 закрыты, так как стабилитроны 11 не проводят ток. Поэтому в этой зоне существенно возрастают токи коммутации, что обеспечивает успешный пуск. 2 ил. с СО со

Редактор Ю. Середа Заказ 792/59

Составитель Г. Мьщык

Техред Л„Сердюкова Корректор Н.Король

Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, А

ч:

Фцг.2