Трехфазный автономный инвертор напряжения Советский патент 1990 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к автономным инверторам напряжения двухзвенных преобразователей частоты, и может быть использовано в частотно-регулируемом электроприводе, прежде всего в высокоскоростном электроприводе о

Цель изобретения - улучшение энергетических показателей инвертора за счет уменьшения потерь от рабочего тока.

На фиг.I изображена принципиаль- ная схема инвертора; на фиг.2 - приведены временные диаграммы импульсов управления тиристорами; на фиг,3 - блок схема управления тиристорами инвертора; на фиг.4 - эксперименталь ные характеристики автономного инвертора напряжения.

Трехфазный автономный инвертор напряжения содержит (фиг.1) подключенный к выводам источника питания трехфазный мост рабочих тиристоров 1-6 с отсекающими тиристорами 7-12.

Выводы переменного тока инвертора соединены с выходными выводами переменного тока трехфазного моста об ратных диодов 13-18. Электроды тиристоров, соединенные с LC-контурами 19-30, подключены разноименными электродами к соответствующим под- зарядным тиристорам 31-36, свободные одноименные электроды которых объединены и подключены через реакторы 37, 38 к соответствующим выводам и с- точников подзаряда 39, 40. Нагрузкой- инвертора может быть, например, электродвигатель 41„ Желаемые характеристики инвертора по схеме на фиг.1 обеспечиваются последовательностью управляющих тиристорами АЙН импульсов напряжения U у, - U v 2 и UУл-Uузб представленных на фиг.2. Блок управления тиристорами состоит из блока логики и блока пересчета, Так, например, для тиристора 7 ячейка блока логики на фиг.З состоит; 42 логический элемент ИЛИ, а 43- 45 - усилители, 46 - известная схема блока пересчета импульсов управления, поступающих от задающего генератора с частотой , 47 - блок логики, состоящий из шести идентичных по структуре ячеек. Эксперименталь ные характеристики, изображенные на фиг.4, представлены в относительных значениях: Uco Ufc0 /Un; ip I0/Ikm 10- ток нагрузки к моменту коммута

5 0

5

Q Q 5 0 5

5

ции, 1К„- амплитуда тока в основном контуре коммутации, 48 - характеристика АЙН (прототип), 49 - характеристика АЙН по схеме на фиг.1.

Инвертор, изображенный на фиг.1, работает в соответствии с временной диаграммой импульсов управления Uyt - Uyf2 и Uy3f- U уЭ , приведенной на фиг.2. Основные рабочие тиристоры 1-6 управляются импульсами, имеющими фазовый сдвиг между собой )Г/3. Длительность импульсов равна ТГ/2. Им- пульсы управления тиристорами 7-12 существуют в интервалах длительностью 1Г/2, обеспечивая протекание рабочего тока через эти тиристоры и в интервалах длительностью Г/6, обеспечивая протекание основного коммутационного тока при каждой коммутации. Подзаряд коммутирующих конденсаторов 39, 40 происходит перед коммутацией основных тиристоров (интервал длительностью ff/З) через тиристоры 31- 36 (импульсы управления Uy3,- Uy3r)« Отличие процессов коммутации в данном АЙН заключается в отсутствии дополнительного контура перезаряда коммутирующего конденсатора в течение основного этапа коммутации (так, например, при закрывании тиристора 1: основной контур - 19-7-13-3-25, 19, дополнительный - Un-3-21-27-11- 8-2-и„,еслииспользованы отделительные вентили). В АЙН по схеме на фиг.1 во время закрывания рабочего тиристора (например, тиристора 1 в момент wt 2ff/3 на фиго2 (дополнительного контура перезаряда не образуется, так как отделительный тиристор) тиристор 11 при закрывании тиристора 1 (закрыт и накопления энергии в коммутирующем конденсаторе не происходит),

В соответствии с процесс подзаряда коммутирующих конденсаторов происходит между коммутациями тиристоров своей группы (анодной или катодной). Изменение напряжения на коммутирующем конденсаторе в процессе подзаряда равно

4UC (Un - UCK)- (I cos oJnt),

где U - напряжение источника 39 и

40;

UCK - напряжение на коммутирующем конденсат оре ппред началом процесса подзаргда;

5

(jjf,- круговая частота контура

поднаряда„

Конечное напряжение конденсатора U&e после окончания процесса подза- ряда

Ucos иск + - Un - (Un - UWc)cosoJntK,

где ск - время подзаряда ,

Так как Cx)nt K Jf, то UCo 2 Un + (Un - UCK). Разность Up U с определяется добротностью основного контура коммутации и практически (U|, - UCK ) меньше (0,15-0,20) ио, т.е0 максимальное напряжение на коммутирующих конденсаторах снижается до Uce не большего, чем (1,15-1,20) и„.

Формула изобретения

Трехфазный автономный инвертор напряжения, содержащий подключенный к выводам источник питания, трехфазный мост рабочих тиристоров с отсекающими вентилями и LC-контурами междуфазной коммутации,выводы переменного тока которого соединены с

Л

6)1806

выходными выводами и выводами пере- менного тока трехфазного моста обратных диодов, а к электродам тиристоров, соединенным с LC-контурами, подключены разноименными электродами соответствующие подзарядные тир гторы, свободные одноименные электроды которых объединены и подIQ ключены через реакторы к соответствующим выводам источников подэаряда, другие выводы которых соединены с соответствующими выводами источника , питания, а также блок управления,

15 включающий в себя узлы управления рабочими тиристорами и тиристорами подзаряда, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей за счет умень20 шения потерь от рабочего тока, в качестве отсекающих вентилей использованы тиристоры, а блок управления снабжен узлами управления этими тиристорами, состоящими из шести эле25 ментов ИЛИ, входами связанных с узлами управления рабочими тиристорами и тиристорами подзаряда, а выходами связанные с соответствующими управляющими электродамя отсекаюших ти30 ристоров.

&ЧгЛЬ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в частотно-регулируемом электроприводе. Целью изобретения является улучшение энергетических показателей инвертора за счет уменьшения потерь от рабочего тока. Устройство содержит трехфазный мост рабочих тиристоров 1-6 с отсекающими тиристорами 7-12. Выводы переменного тока инвертора соединены с выходными выводами переменного тока трехфазного моста обратных диодов 13-18. Электроды тиристоров, соединенные с С-контурами 19-30, подключены разноименными электродами к соответствующим подзарядным тиристорам 31-36, свободные одноименные электроды которых объединены и подключены через реакторы 37,38 к соответствующим выводам источников 39,40 подзаряда. Использование в качестве отсекающих вентилей тиристоров позволяет улучшить энергетические показатели инвертора за счет снижения его рабочего тока. 4 ил.

0,2W

Фиг. 4

iff10/lKtn

ЬЬ