Трехфазный инвертор Советский патент 1987 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дл я регулирования переменного напряжения трехфазного индуктивного потребителя, например асинхронного двигателя тягового или промышленного электропривода.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования мощности.

На чертеже изображена принципиальная схема предложенного устройства.

Инвертор состоит из подключенного к входным выводам через сглаживающие дроссели 1 и 2 вентильного моста, состоящего из тиристоров 3-8 и отсекающих диодов 9-14 двух групп, соединенных в треугольник коммутирующих конденсаторов 15-20 и щести двухобмоточных насыщающихся дросселей с первичными 21-26 и вторичными-27-32 обмотками, нагрузка 33 подключена к выходным выводам моста.

Устройство работает следующим образом.

При переключении тиристоров инвертора процесс коммутации протекает в две ступени, которые характеризуются линейным и колебательным интервалами перезаряда коммутирующих конденсаторов. Перед началом коммутации все насыщающиеся дроссели намагничены входным током таким образом, что при включении любого отсекающего диода и образовании цепи, включающей первичные обмотки насыщающихся дросселей, один из них будет пере- магничиваться коммутирующим током.

Рассмотрим электромагнитные процессы, протекающие во время коммутации после следующего состояния инвертора: включены тиристоры 3, 8 и отсекающие диоды 9, 14, ток протекает по цепи обмоток 30-32. Процесс коммутации начинается после вклю- чения тиристора 4. Полярность напряжения на коммутирующих конденсаторах до начала коммутации указана на чертеже. Конденсаторы 15-19 заряжены до напряжения U™ а конденсаторы 16 и 20 разряжены.

После включения тиристора 4 происходит перема.гничивание насыщающегося дросселя, состоящего из обмоток 21 и 27, под действием напряжения на коммутирующих конденсаторах. В момент насыщения дросселя обратное напряжение прикладывается к тиристору 3, он закрывается и ток коммутируется в тиристор 4. Начинается линейный процесс перезаряда коммутирующих конденсаторов 15-17. После достижения напряжения на конденсаторе 15 величины, превыщающей линейное напряжение на нагрузке коммутируемыми фазами, происходит включение отсекающего диода 10. С этого момента начинается переключение тока между фазами нагрузки в интервале колебательного перезаряда коммутирующих конденсаторов 15-17. Процесс коммутации заканчивается, когда ток в отсекающем диоде 9 и, следовательно, отсекаемой фазе уменьщится до нуля.

0

5

0

В наиболее неблагоприятных, с точки зрения возможности включения во время коммутации, условиях находится отсекающий диод 11.

В начальный момент времени, -когда включены тиристоры 3, 8 и диоды 9 и 14, напряжение Оц на отсекающем диоде отрицательно и определяется выражением

Uii --Uco± ел, (1)

где Uco - модуль напряжения на коммутирующем конденсаторе 17;

е.1 - линейная ЭДС между включенными фазами нагрузки.

После выключения тиристора 4 (в момент to) начинается перезаряд конденсато- с ра 17 вместе с конденсаторами 15 и 16. С момента времени t, когда напряжение на конденсаторе 15 достигнет величины линейного напряжения между коммутируемыми фазами и начнется переключение тока в нагрузке, напряжение на диоде 11 остается неизменным вследствие действия ЭДС самоиндукции индуктивностей нагрузки. После окончания коммутации тока и выключения отсекающего диода 9 напряжение на отсекающем диоде 11 будет определяться соотнощением (I), где Uco - модуль напряжения на коммутирующем конденсаторе 16.

В случае отсутствия насыщающихся дросселей после включения диода 11 происходит ответвление тока из контура коммутации через этот диод, существенно увеличивается время коммутации инвертора, что приводит к изменению Е1заимного расположения электромагнитных величин нагрузки и возникновению автоколебаний в системе инвертор - нагрузка.

Вследствие включения насыщающихся дросселей в момент включения диода 11 ток, ответвляющийся из контура коммутации, ограничен током намагничивания насыщающегося дросселя с обмотками 23 и 29. При этом не происходит супхественных изменений в характере электромагнитных процессов в нагрузке и сохраняется возможность устойчивого регулирования мощности за счет регулирования переменного напряжения, подводимого к нагрузке. Степень расширения диапазона регулирования определяется вольт-секундной характеристикой насыщающихся дросселей.

Формула изобретения

Трехфазный инвертор, содержащий сглаживающие .дроссели и вентильный мост, выводы переменного тока которого соединены с выходными выводами, а в каждое плечо включены согласно последовательно тиристор и отсекающий диод, а также две группы соединенных в треугольник коммутирующих конденсаторов, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования мощности, он снабжен щестью насыщающимися двухобмоточными дросселями, разделенными на две группы, причем каждая из первичных обмоток насыщающихся дросселей первой группы соединена началом с точкой соединения тиристора и диода соответствующего плеча анодной группы вентилей, а концом. - с одним из выводов первого треугольника коммутирующих конденсаторов, а их вторичные обмотки соединены согласно последовательно

и включены между сглаживающими дросселями и анодами тиристоров этой же группы вентилей, каждая первичная, обмотка дросселей второй группы подключена концом к точке соединения диода и тиристора катодной группы вентилей, а началом - к одному из выводов второго треугольника коммутирующих конденсаторов, а их вторичные обмоткисоединены согласно последовательно и включены между вторым сглаживающим дросселем и тиристорами этой же группы вентилей.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для регулирования переменного напряжения трехфазного индуктивного потребителя, например асинхронного двигателя. Целью является расширение диапазона регулируемой мощности. Устройство состоит из моста на тиристорах 3-8 с отсекающими диодами 9-14. Коммутирующие конденсаторы 15-20 подключены к плечам инвертора через первичные обмотки 21-26 насыщающихся дросселей. Вторичные обмотки 27-32 соединены coJ лacнo последовательно и включены в цепь постоянного тока моста. В момент включения, например, диода 11 ток, ответвляющийся из контура коммутации, ограничен током намагничивания насыщающегося дросселя с обмотками 23 и 29. Нри этом не происходит существенных изменений в характере электромагнитных процессов в нагрузке и сохраняется возможность устойчивого регулирования мощности за счет регулирования переменного напряжения, подводимого к нагрузке. Степень расщирения диапазона регулирования определяется вольт-секундной характеристикой насыщающихся дросселей. 1 ил. € (Л со о со С71 35