Трехфазный инвертор Советский патент 1989 года по МПК H02M7/515 

.

01

IS2 OS

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть применено в системах централизованного электроснабжения на повышенных частотах,

Цель изобретения - расшире}ше области использования.

На фиг.1,2 представленыварианты схем инвертора; на фиг.З - векторные диаграммы напряжений инвертора, показанного на фиг.1, для основных режимов: а) холостой ход; б) режим номинальной нагрузки; в) режим перегрузки; г) режим короткого замыкания; на фиг.4 - временные диаграммы.

Инвертор (фиг.1) содержит мост тиристоров )-6 с дросселем 7 фильтра, мост обратных диодов- 8-13, шесть коммутирующих конденсаторов 14-19, которые включены попарно последовательно между выводами переменного тока тирис торного моста. Точки соединения коммутирующих конденсаторов соответствуюcos Ч н Uj/. При положительных величинах напряжений U, Ug, и .

щих пар 14-15, 16-17, 18-19 образуют тг включатся соответственно диоды 9, 11,

I л

30

40

выходные выводы. Выводы переменного тока моста обратных диодов 8-13 через компенсирующие дроссели 20-22 подключены к выходным выводам инвертора, -а выводы постоянного тока - к выводам постоянного тока тиристорного моста, 23 - точка соединения конденсаторов 14, 19. В схеме, показанной на фиг.2, конденсаторы 14, 16,18 включены между выводами переменного тока моста основных тиристоров 1-6 и выходными вы- 35 водами, конденсаторы 15,17,19 соединяют между собой выходные выводы.

Особенности работы предлагаемого инвертора состоят в следующем.

г

Мост тиристоров 1-6, управляемый определенным образом сформированной последовательностью импульсов, с помощью дросселя 7 и конденсаторов 14- 19 создает на выходных зажимах трехфазную систему напряжений, форма которых приближается к синусоидальной. Стабилизация этих напряжений при изменении параметров нагрузки осуществляется устройством компенсации реактивной мощности, которое состоит из моста обратных диодов 8-13 и дросселей 20-22.

Работу инвертора рассмотрим на том интервале, на котором проводят тиристоры 2 и 3. В начале этого интервала тиристор 2 включается, тиристор 6 подлежит выключению. При включении тиристора на диод)1 9,11,13 через ком45

50

13 и будут образованы цепи, состоящие из тиристора 2 и соответственно дросселя 20 и конденсатора 14, дросселя 21 и конденсаторов 14, .15, 16, а также дросселя 22 и конденсатора 19 При этом через дроссели будут протекать импульсы тока длительностью

А, 2 (p-/i-), i 0,1,2.

Этот ток ускоряет перезаряд конден саторов, теи самым осуществляется ста билизация угла запирания , и выходно го напряжения.

В режиме холостого хода (фиг.) /3, 0° эл,, /3, 30 эл. , /ij- 60° эл. В режиме короткого замыкания (фиг.З,г) /io 1 i 30 эл. В режимах номинальном и перегрузки (фиг. 36,в) ft У 2 7 (Ьд.

На фиг.4 представлены временные диаграммы управляющих импульсов тиристорами 1-6 инверторного моста, а также ток компенсирующего дросселя 22 (t) для трех основных режимов работы: близкого к холостому ходу (в 0,2); номинальной кагруз- кИ (); перегрузки (,0 и ).

55

В

1

- коэффициент загрузки инвертора,

где

f. ., полное сопротивление фазы нагрузки;

-3293804

пенсирующие дроссели 20, 21, 22 соответственно падают напряжения Ь ,

10

15

20

873 У 623 - c jj- векторной диаграммы (фиг.З) следует, что напряжение и,5 равное напряжению на конденсаторе 19 со знаком - (положительное направление напряжения на конденсаторах выбрано слева направо), положительно, если угол запирания 82Э положительно при ,, а , равное напряжению на конденсаторе 14 со знаком +, при

/5 7 /ЬзВеличины углов , р, (ь определяются соотношением емкостей с конденсаторов, включенных попарно последовательно между выводами переменного тока тиристорного моста, а также величиной и характером нагрузки. Диаграммы соответствуют случаю

Н- IS 1(./ П tf 13 1 и

cos Ч н Uj/. При положительных величинах напряжений U, Ug, и .

тг включатся соответственно диоды 9, 11,

л

0

0

5

5

0

13 и будут образованы цепи, состоящие из тиристора 2 и соответственно дросселя 20 и конденсатора 14, дросселя 21 и конденсаторов 14, .15, 16, а также дросселя 22 и конденсатора 19. При этом через дроссели будут протекать импульсы тока длительностью

А, 2 (p-/i-), i 0,1,2.

Этот ток ускоряет перезаряд конденсаторов, теи самым осуществляется стабилизация угла запирания , и выходно- го напряжения.

В режиме холостого хода (фиг.) /3, 0° эл,, /3, 30 эл. , /ij- 60° эл. В режиме короткого замыкания (фиг.З,г) /io 1 i 30 эл. В режимах номинальном и перегрузки (фиг. 36,в) ft У 2 7 (Ьд.

На фиг.4 представлены временные диаграммы управляющих импульсов тиристорами 1-6 инверторного моста, а также ток компенсирующего дросселя 22 (t) для трех основных режимов работы: близкого к холостому ходу (в 0,2); номинальной кагруз- кИ (); перегрузки (,0 и ).

В

1

- коэффициент загрузки инвертора,

где

f. ., полное сопротивление фазы нагрузки;

С

зч: 14- t 15

с

t4

н С

15

- величина емкости коммутирующих конденсаторов на фазу}

W - круговая частота, : Работа последовательно параллельного инвертора (фиг.2) протекает аналогичным образом. При этом цепи компенсации избыточной реактивной мощности коммутирующих конденсаторов будут образованы из тиристора 2 и соответственно дросселя 22, конденсаторов 14, 19 (при ), дросселя 21 и конденсаторов 14, 15 (при /3 /i, ), дросселя 20 и конденсатора 14 (при

).

Новая конфигурация построения цепей компенсации реактивной мощности обеспечивает устойчивую работу инвертора при двигательной нагрузке, при этом отсутствуют автоколебания как в нагрузке, так и на выходе тиристор- ного моста. Нагрузкой преобразователя являлась группа высокоскоростных асинхронных двигателей. Вместе с тем схема сохраняет такое положительное свойство как исключение срывов инвертирования при коротких замыканиях в цепи нагрузки, причем обеспечивается ограничение напряжения на силовых элементах инвертора задангюй величиной. Данное свойство повышает живучесть схемы в аварийных ррл имах, обеспечивая селективное отключение потребителей в аварийных режимах и запщту силовьк элементов инвертора от перегрузок.

е н и я

Формула изобр

Трехфазный инвертор, содержащий подключенный к входным выводам через дроссель фильтра тиристорный мост, шесть коммутирующих конденсаторов, которые включены попарно последовательно между выводами переменного тока тиристорного моста, точки соединения коммутирующих конденсаторов соответствуюиу1х пар образуют выходные выводы, мост обратных диодов с. компенсируюгщми дросселями в цепи переменного тока, подключенньш выводами постоянного тока к выводам пос- тоянного тока тиристорного моста, отличающийся тем, что, , с целью расширения области пспользо- .вания, выводы переменного тока моста обратных диодов через компенсирующие дроссели соединены с выходными выводами.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электроснабжения на повышенных частотах. Целью изобретения является расширение области использования. Инвертор содержит мост на тиристорах 1-6. Шесть коммутирующих конденсаторов 14-19 включены попарно-последовательно между выводами переменного тока моста. Мост обратных диодов 8 - 13 через компенсирующие дроссели 20 - 22 подключен к выходным выводам инвертора, образованным точками соединения конденсаторов. Благодаря этому обеспечивается устойчивая работа инвертора на двигательную нагрузку путем исключения автоколебаний как в нагрузке, так и на выходе тиристорного моста. 8 ил.

U8.Z

A A A W л