Автономный инвертор напряжения Советский патент 1989 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть и,споль зовано в системах электропривода переменного тока.

Цель изобретения - повышение надежности и снижение установленной мощности коммутационного оборудования.

На фиГс изображена принципиальная электрическая схема предложенного устройства; на фиг.2 - временные

диаграммы, поясняющие его работу на интервале коммутации.

Автономный инвертор напряжения содержит трехфазный мост основных тиристоров 1-6, анодную и катодную группы распределительных тиристоров 7-9 и 10-12, обаще точки которых подключены через первый и второй разделительные тиристоры 13, 14 соответственно к положительной (+) и отрицательной (-) шинам инвертора, а через первый и второй дополнительные диоды 15, 16 соответственно - к отрицательной и положительной шинам инвертора. В состав инвертора входит однофазный мост коммутирующих тиристоров 17-20, в диагональ переменного тока которого подключена коммутирующая цепочка из конденсатора 21 и дросселя 22, а к диагонали постоянного тока п одключена последовательно с первым низкочастотным диодом 23 первичная обмотка 24 коммутирующего трансформатора 25, имеющего две вторичные обмотки 26 и 27. Тиристоры 17 и 18 анодами подключены к положительной шине инвертора, а коммутирующие тиристоры V9, 20 катодами - к аноду дозарядного тиристора 28, подключенного катодом к отрицательной шине инвертора. Начало одной вторичной обмотки 26 коммутирующего трансформатора 25 подключено к общей точке, образованной катодами первого разделительного тиристора 13, дополнительного диода 15 и анодами распределительных тиристоров 7-9. Конец вторичной обмотки 26 подключен к аноду второго низкочастотного диода 29, катодом соединенного с положительной шиной инвертора. Конец другой вторичной обмотки 27 подключен к общей точке, образованной анодами второго разделительного тиристора 14 дополнительного диода 16 и катодами распределительньт тиристоров 10-12.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Начало вторичной обмотки 27 подключено к катоду третьего низкочастотного диода 30, анодом соединенного с отрицательной шиной инвертора.

Инвертор работает следующим образом.

Пусть в начальньш момент t открыты основные тиристоры 1, 3 и 5, а конденсатор 21 закреплен при положительном потенциале на правой обкладке. В момент Ц включают тиристоры 17, 20 и 13. Конденсатор 21 начинает перезаряжаться по колебательному контуру 21-22-20-24-23-17- 21 (фиг.2а), а протекающий в указанном контуре ток i (фиг.2б) вызывает накопление заряда неосновных носителей в базе низкочастотного диода: 23. Этот ток трансформируется в замкнутый контур 26-29-13-26 вторичной обмотки 26 коммутирующего трансформатора 25 (фиг.2в), вызьшая накопление заряда 0, (фиг.2г) в анодном низкочастотном диоде 29. В момент t, предшествующий моменту завершения процесса перезаряда конденсатора 21, подают управляющие импульсы на тиристоры 28 и 7, что вызывает переключение диодов 23 и 29 из прямого направления в обратное. В результате накопления заряда неосновных носителей в базах низкочастотных диодов 23 и 29 они обладают в течение некоторого интервала времени высокой обратной проводимостью, продолжительность которого пропорциональна накопленному заряду и может быть регулируема в широких пределах путем изменения интервала (t - t,).

При отпирании дозарядного тиристора 28 обмотка 24 трансформатора 25 через проводящий в обратном направлении первый низкочастотный диод 23 подключается к источнику питания инвертора Е I. При этом на вторичной обмотке 2Ь возникает импульс напряжения с амплитудой Е,- К , где К. - коэффициент трансформации, который может быть выбран существенно меньше единицы. Напряжение вторичной обмотки 26 поступает через проводящий в обратном направлении второй низкочастотный диод 29 на первый разделительный тиристор 13 и приводит к его запиранию. В момент обесточения тиристора 13 в процессе его запирания начинает проводить распределительный тиристор 7, и напряжение вторичной обмотки 26 трансформатора 25 поступает на основной тиристор 1, В результате ток нагрузки фазы А переводится с основного тиристора 1 на второй низкочастотный диод 29 (момент t на фиг.2в), основной тиристор 1 обесточивается (момент t на фиг.2в) и восстанавливает запирающие свойства.,

.Процесс выключения основного I и разделительного 13 тиристоров продолжается до момента t (фиг.2 в, д и е), когда в диоде 29 заканчивается этап рассасьш ания неосновных носителей и начинается этап восстановления обратного сопротивления. .С момента ty на указанных тиристорах начинает нарастать прямое анодное напряжение до значения Ej с ограниченнбй скоростью, обусловленной инерционностью процесса восстановления обратного сопротивления низкочастотных диодов (интервал t - t,, фиг.2в). Реактив

у о .

ньт ток нагрузки фазы А переходит с второго низкочастотного диода 29 на

первый дополнительный диод 15. При переходе этого тока через нуль распределительный тиристор 7 выключает- ся.

Одновременно с процессом выключения тиристоров 1 и 13 при отпирании тиристора 28 начинается процесс до- заряда конденсатора 21 по контуру 21-22-20-28-EJ-17-21. В момент tj ток i., 0 (фиг. 26) и тиристоры 17, 20 и 28 выключаются, после чего возможна коммутация очередного основного тиристора инвертора.

В следующий коммутационный такт для запирания очередного основного тиристора, например 5, осуществляется предварительное включение коммутирующих тиристоров 18, 19 и разделительного тиристора 14. Затем, спустя время задержки t,gд t - t, , необходимое для накопления зарядов в низкочастотных диодах 30 и 23, отпирают дозарядный тиристор 28 и соответствующий распределительный тиристор 11..

ю

t5 20 25

30

35 0

5

0

Формула изобретения

Автономный инвертор напряженияj содержащий трехфазный мост основных тиристоров, анодную и катодную группы распределительных тиристоров, коммутирующий трансформатор, две вторичные обмотки которого подключены к двум основньпч тиристорам фазы инвертора, однофазный мост коммутирующих тиристоров с LC-цепочкой в диагонали переменного тока и первичной обмоткой коммутирующего трансформатора, включенной последовательно с первым низкочастотным диодом в диагональ постоянного тока однофазного моста, анодная группа тиристоров которого соединена с положительной шиной инвертора для подключения источника питания, а катодная - с отрицательной шиной через доразрядный тиристор, отличающийся тем, что, с целью повьщгения надежности и снижения установленной мощности коммута- циойного оборудования, он снабжен вторым и третьим низкочастотными диодами, двумя-разделительными тиристорами и двумя дополнительными диодами, аноды анодной группы распределительных тиристоров, катоды первого рас- делительного тиристора и первого дополнительного диода объединены и подключены к началу одной вторичной обмотки коммутирующего трансформатора, соединенной концом с анодом второго низкочастотного диода, катодом подключенного к аноду первого разделительного тиристора, катоду второго дополнительного диода и положи- , тельной щине, катоды катодной группы распределительных тиристоров, аноды второго разделительного тиристора и второго дополнительного диода объединены и подключены к концу другой вторичной обмотки коммутирующего трансформатора, соединенной началом с катодом третьего низкочастотного диода, анодом подключенного к катоду второго разделительного тиристора, аноду первого дополнительного диода и отрицательной шине, причем коэффициент трансформации коммутирующего трансформатора меньще единицы.

- firf- Кгр

Изобретение относится к области электротехники ,в частности, к преобразовательной технике, и может быть использовано в системах электропривода переменного тока. Цель изобретения - повышение и снижение установленной мощности коммутационного оборудования. Цель достигается тем, что автономный инвертор напряжения снабжен низкочастотными диодами 29, 30, разделительными тиристорами 13, 14, дополнительными диодами 15, 16. Аноды анодной группы распределительных тиристоров 7-9 инвертора, катод разделительного тиристора 13 и катод дополнительного диода 15 объединены. Точка объединения подключена к началу вторичной обмотки 26 коммутирующего трансформатора 25. Конец обмотки 26 соединен с анодом низкочастотного диода 29. Катод диода 29 подключен к аноду разделительного тиристора 13, катоду дополнительного диода 16 и положительной шине инвертора. Катоды катодной группы распределительных тиристоров 10-12, анод дополнительного диода 16 и анод разделительного тиристора 14 объединены. Общая точка подключена к концу вторичной обмотки 27 коммутирующего трансформатора 25. Начало обмотки 27 соединено с катодом низкочастотного диода 30, анодом подключенного к катоду разделительного тиристора 14, аноду дополнительного диода 15 и отрицательной шине. Коэффициент трансформации коммутирующего трансформатора 25 выбирается меньше единицы. 2 ил.

Фи.2