Автономный инвертор напряжения Советский патент 1987 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автономным инверторам напряжения, и может быть использовано, например, в преобразователях постоянного напряжения в переменное для однофазной или трехфазной нагрузок.

Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей путем исключения дополнительных источников напряжения.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого инвертора в трехфазном мостовом варианте исполнения с общим узлом повентильной коммутации; на фиг. 2- временная диаграмма, поясняющая работу устройства на интервале коммутации.

Инвертор содержит трехфазный мост основных тиристоров 1-6 с обратными диодами 7-12 и трехфазный мост распределительных тиристоров 13-18. В состав узла коммутации входит линейный дроссель 19, подключенный к авухоперационным тиристорам 20, 21 и вспомогательным одноопе- рационным тиристорам 22, 23. Инвертор работает на трехфазную нагрузку 24.

Коммутационные процессы в инверторе протекают следующим образом.

Пусть в начальный момент to открыты тиристоры 1, 3 и 5. Для запирания одного из основных тиристоров инвертора, например тиристора 1, в момент t производят отпирание по цепи управления двухопера- ционных тиристоров 20 и 21. При этом по контуру тиристор 20 - дроссель 19 -тиристор 21 протекает ток i/-, который накапливает в дросселе 19 коммутационную энергию. В момент 2 производят запирание по цепи управления тиристора 21 и отпирание тиристора 13. Ток дросселя 19 /t, который к моменту 2 достигает значения

I .(b)(-rl2/L)r,

где fd - напряжение источника питания; L - индуктивность дросселя 19; г- резистивные потери в контуре протекания тока U,

должен превышать ток фазы А нагрузки /ил что необходимо для создания условий выключения тиристора 1. Действительно, при / 1Ь)чл в момент tz тиристор 1 обесточивается и ток переводится в контур 20-19- 13-7-20, причем через диод 7 протекает ток ia u-1нл (заштрихованная площадка на фиг. 2). Тиристор 1 нри этом оказывается под обратным анодным напряжением, равным падению напряжения на диоде 7, и восстанавливает свои непроводяндие свойства на интервале /вост. оси. /з-tzРегулируя интервал между подачей управляющих импульсов запирания на тиристор 21 по отношению к импульсам отпирания обоих тиристоров 20 и 21, можно изменять значение тока /i(t2) в зависимости от значения тока /нл, сохраняя тем самым

коммутационную способность при высоком кпд устройства в случае изменения тока нагрузки инвертора в широком диапазоне. В момент 3 производят запирание по цепи управления двухоперационного тиристора 20 и отпирание вспомогательного тиристора 23, после чего образуются два токопроводящих контура: 19-13-24-5-23-19 и 19-13- 7-источник питания - 23-19. По первому контуру протекает ток /НА «const, а по второму контуру - ток 4 ij. -/НА который быстро (с постоянной времени ) рекуперирует в источник Ed. В момент t ток is 0, после чего через дроссель 19 протекает только ток нагрузки, т. е. г /нл.

0

В момент 5 производят отпирание по цепи управления тиристора 21, после чего образуются два несвязанных один с другим контура: 19-21-23-19 и 24-5-10-24, причем второй контур существует лищь при наличии индуктивной составляющей у нагрузки 24. На интервале происходит восстановление непроводящих свойств у двухоперационного тиристора 20 (в современных мощных двухоперационных тирис5 торов на ток более 100 А время tg составляет около 5 мкс). С момента (ь при образовании двух указанных контуров тиристор 13 оказывается в обесточенном состоянии и выключается. Одновременно с момента 1 в контуре 19-21-23-19 идет процесс экс0 поненциального спада тока ii.. Для ускорения этого процесса (штрих-пунктирная линия, характеризующая кривую тока г/.(О после момента to на фиг. 2) можно последовательно с тиристорами 22 и 23 установить дополнительные резисторы, сопротивления

5 которых следует выбирать исходя из требуемой скорости экспоненциального спада до нуля тока LL,

Более экономичное окончание коммутационного процесса после момента /.-, можно

0 организовать без введения дополнительных резисторов, исключительно алгоритмическим

способом, учитывая наличие тиристоров 22 И.23. Для этого в момент /6 после выключения тиристора 13 отпирают вспомогательный тиристор 22, что приводит к рекуперации тока дросселя 19 по контуру 19-22-источник - 23-19 в питающий инвертор источника напряжения /:,/.

Начиная с момента if, в принципе можно начать следующую коммутацию основных тиристоров инвертора, в том числе и тиристора 1. Для запирания любого тиристора из анодной группы инвертора (тиристоры 1, 2, 3) включаются те же тиристоры узла коммутации, что при запирании тиристора 1, а также соответствующий распределитель- 5 ный тиристор (13, 14 или 15). При коммутации любого тиристора из катодной группы функцию тиристора 21 выполняет тиристор 20, а функцию, тиристора 23 - тирис5

0

тор 22. В качестве распределительного тиристора при этом используют соответствующий тиристор из числа 16-18.

Формула изобретения

Автономный инвертор напряжения, содержащий подключенный по входным выводам трехфазный мост основных тиристоров, зашунтированных обратными диодами, а также трехфазный мост распределительных тиристоров, подключенных соответствующими электродами к основным тиристорам, причем выводы постоянного тока моста распределительных тиристоров соединены с источником коммутационной энергии с двух0

5

операционными тиристорами, подключенным через вспомогательные тиристоры к входным выводам, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей путем исключения дополнительных источников напряжения, источник коммутационной энергии выполнен в виде линейного дросселя, соединенного одним концом с анодами одной пары двухоперационного и вспомогательного тиристоров, подключенных катодами соответственно к отрицательному и положительному входным выводам, а другим концом дроссель соединен с катодами другой пары двухоперационного и вспомогательного тиристоров, аноды которых соединены соответственно с положительным и отрицательным входными выводами.

Изобретение относится к преобразовательном технике. Целью является улучшение массогабаритных показателей. Устройство содержит трехфазный мост основных тиристоров 1-6 с обратными диодами 7-12. Мост распределительных тиристоров 13-18 подключен к линейному дросселю 19, соединенному с входными выводами через двухопе- рационные тиристоры 20, 21 и вспомогательные тиристоры 22, 23. Для запирания основного тиристора анодной группы включаются тиристоры 20, 21. Затем тиристор 21 запирается, и отпирается соответствующий тиристор (13-15). Линейный дроссель 19 используется в качестве источника коммутационной энергии. 2 ил. I (/ С

tot tz.

5 и 4 te ii

CPU г. 2