Автономный инвертор Советский патент 1988 года по МПК H02M7/519 

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано, например, в электроприводе постоянного тока электровозов (типа ВЛ 15).

Целью изобретения является повы- 1пение КПД и .улучшение массогабарит- ньк показателей.

На чертеже представлена схема инвертора.

Инвертор содержит трансформатор 1 С секционированными первичной и вторичной обмотками, первичная обмотка которого подключена к средней точке «бмотки коммутирующего дросселя 2 и общей точке конденсаторов 3, 4 фильтра, включающего также дроссель 5, соединенного через ограничительный :резистор 6 с плюсовой клеммой для подключения источника постоянного на- 1пря кения; два последовательно соеди- :ненных тиристора 7, 8, между которыми (включен коммутирующий дроссель 2; два последовательно соединенных воз- вратных диода 9., 10, общая точка кото- рык подключена к точке соединения секций первичной обмотки трансформа

тора 1; коммутирующие конденсаторы.

образующие параллельные ветви, состоящие из последовательно соединенных конденсаторов 11-18, средние точки которых соединены между собой через управляемые ключи 19-21, Параллельно ветви конденсаторов 11-18, а также последовательно соединенные коммутирующие тиристоры 7, 8 и возвратные диоды 9, 10 подключены параллельно конденсаторам 3, 4 фильтра. Катод коммутирующего тиристора 7 и анод возвратного диода 9 соединены с минусовой клеммой для подключения источника питания,

Инвертор содержит не показанный на чертеже блок управления тиристорами 7, 8, а также пороговые элементы 22- 24, своими выходами подключенные к выходам управляемьк ключей 19-21, и датчик напряжения 25 входы которого соединены с шинами питания для под- ключения к ним источника постоянного напряжения, а выход - с входами пороговых элементов 22-24,

Нагрузкой инвертора являются nor следовательно соединенные обмотки 26, 27 возбуждения тяговых двигателей которые подключены к катодам тиристоров 28, 29 выпрямителя и к точке соединения секод вторичной обмотки

10

2025

427528

трансформатора

15

30

с40, 1, концы которой под ключены к анодам.тиристоров 28, 29.

Устройство работает следующим образом.

На инвертор подают питающее (по- стоянное) напряжение, на инверторные 7, 8 и выпрямительные 28, 29 тиристоры - импульсы управления. При минимальном напряжении контактной сети (2200 Б) средние точки параллельных ветвей коммутирующих конденсаторов 11- 18 соединены накоротко через управляемые ключи .19-21.

В начальный момент импульс управления подается на тиристор 8, который открывается и через первичную обмотку трансформатора 1 протекает ток по цепи: плюсовая шина источника питания, резистор 6, дроссель 5, тиристор 8, полуобмотка дросселя 2, первичная обмотка трансформатора 1, конденсатор 4, минусовая шина источника напряжения. Одновременно заряжаются конденсаторы 12, 14, 16I 18 по цепи: плюсовая шина, резистор 6, дроссель 5, тиристор 8, полуобмотка дросселя 2, конденсаторы 12, 14, 16, 18, минусовая шина источниг са напряжения,

В следующий полупериод подают импульс управления на управляющий электрод тиристора 7 и конденсаторы 12, 14, 16, 18 разряжаются по цепи: конденсаторы 12, 14, 16, 18, полуобмотка дросселя 2, тиристор 7, минусовая шина источника напряжения. Так как обмотки дросселя 2 магнитно, связаны, то напряжение полуобмотки, подключенной к аноду тиристора 7, трансформируется в другую полуобмот-. ку и запирает тиристор 8, Через первичную обмотку трансформатора 1 начинает протекать ток в обратном направлении по сравнению с предыдущим полупериодом по цепи: плюсовая шина, резистор 6, дроссель 5, конденсатор 3, первичная обмотка трансформатора 1, полуобмотка дросселя 2, тиристор 7, минусовая шина источника питания. Одновременно происходит заряд конденг саторов 11, 13, 15, 17 по дёпи: плюсовая шина, резистор 6, дроссель 5, конденсаторы 11, 13, 15, 17, полуобмотка дросселя 2, тиристор 7, минуг совая клемма источника напряжения,

В процессе работы потенциал минусовой шины источника напряжения становится вьш1е потенциала общей тачки возвратных диодов 9, 10, в результате чего открьшается диод 9 и энергия, накопленная в момент коммутации в полуобмотке дросселя 2, рассеивается в контуре: полуобмотка дросселя 2, тиристор 7, диод 9 секций первичной обмотки трансформатора 1, В другой полупериод рассеяние энергии, накопленной в .полуобмотке дросселя 2, осуществляется через диод 10,

Дальше происходит повторение рассмотренных процессов.

Таким образом, при поочередном от- крьшании инверториых тиристоров 7 и 8 через первичную обмотку трансформатора 1 пропускается переменный ток. Переменное напряжение первичной об-, мотки трансформируется во вторичну- обмотку, где выпрямляется тиристорами 26, 29 и подается на обмотки 26, 27 возбуждения. Изменяя фазу открытия тиристоров 28, 29, можно регулировать величину тока в обмотках 26, 27 возбуждения.

коммутации, который получается при минимально допустимом значении напряжения контактной сети.

Формула и.зобретенкя

, Автономный инвертор, содержащий пару последовательно включенных между шинами питания фильтровых конденсаторов, стойку тиристоров, последовательно включенных между этими шинами через обмотку ко ммутирующего дросселя со средней точкой, выходной трансформатор, первичная обмотка ко- торого выполнена с отводом и включена между средней точкой фильтровых конденса.торов и средней точкой ука- заннрй обмотки дросселя, основную цепочку из последовательно включенных между шинами питания двух коммуг тирующих конденсаторов, точка соединения которых подсоединена к средней точк-е обмотки упомянутого дрос

Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б. использовано в электроприводе постоянного тока. Целью является повьпаение КПД и улучшение массогабаритных показате, лей. Устр-во содержит тиристоры 7, В, соединенные с обмотко.й трансформатора 1. К датчику напряжения 25 подключены пороговые элементы 22-24, соединенные с управляемыми ключами . Стабилизация тока в коммутирующем контуре осуществляется путем отключения и подключения в зависимости от величины питающего напряжения ступеней коммутирующих конденсаторов § 13-18. 1 ил. sfcf 1 to «4j СП IsD 00

При повышении питающего напряжения 25 селя, пару последовательно соединенных и включенных между шинами питания возвратных диодов, точка соединения которых подключена к указанному

срабатывает один из пороговых элементов 22-24, который приводит к выключению соответствующего ключа 19-21, параллельных ветвей коммутирующих

отводу, а также блок управления тиконденсаторов, стабилизируя тем самым зо ристорами, отличающийся

ток в коммутирующем контуре. Порог срабатьшания элемента 22 соответствует, например, уровню питающего на-. пряжения, равного 2700 В, элемента 23- 3300 В, элемента 24 - 4000 В. Эксперименты, проведенные на электровозе ВЛ-12, показьшают, что для допускаемого согласно ГОСТ 6972-54 диапазона изменения напряжения контакты й сети

45

2200-4000 Б достаточно четырех ступе- 40 вательно-нарастающими уровнями сраба- ней изменения емкости коммутирующих конденсаторов.

Технико-экномическая эффективность предлагаемого устройства в сравнении с прототипом заключается в повьшгении КПД инвертора примерно на 2% за счет снижения в 1,5 раза тока в коммутирующем контуре. Кроме того, появляется возможность снижения весогабарит- ных показателей инвертора примерно на 20%, так как параметры оборудования коммутирующего контура можно выбирать исходя из минимального тока

50

тьшания, входами подключенных к выходу введенного датчика напряжения йи- тания, причем точка соединения конденсаторов каждой последующей дополнительной цепочки слединена с точкой соединения конденсаторов предыдуще цепочки через соответствуюпщй управляемый ключ, а первая дополнительная цепочка аналогично соединена с основной цепочкой, причем выход каждого из пороговых элементов подключен к управляющему входу соответствующего управляемого ключа.

отводу, а также блок управления ти5

тем, что, с целью повьш1ения КПД и улучшения массогабаритных показателей при переменных параметрах питающей сети, он снабжен п управляемыми ключами, п дополнительными цепочками конденсаторов, выполненными и включенными между шинами питания аналогично указанной основной цепочке, и п числом пороговых элементов с последо

вательно-нарастающими уровнями сраба-

тьшания, входами подключенных к выходу введенного датчика напряжения йи- тания, причем точка соединения конденсаторов каждой последующей дополнительной цепочки слединена с точкой соединения конденсаторов предыдуще цепочки через соответствуюпщй управляемый ключ, а первая дополнительная цепочка аналогично соединена с основной цепочкой, причем выход каждого из пороговых элементов подключен к управляющему входу соответствующего управляемого ключа.