АВТОНОМНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР с УЗЛОМ ИСКУССТВЕННОЙ КОММУТАЦИИ НА КАЖДУЮ ФАЗУНАГРУЗКИ Советский патент 1969 года по МПК H02M7/515 

Известен автономный тирйсторный инвертор с узлом искусственной коммутации на каждую фазу нагрузки, лодсоединенным параллельно фазе нагрузки и содержащим последовательно соединенные LC-цепочку и группу из двух включенных встречно-параллельно тиристоров.

Предлагаемый инвертор отличается от известного тем, что с целью повышения коммутационной способности « снижения коммутационных потерь он снабжен двумя дополнительными тиристорами на каждую фазу нагрузки, через которые точка соединения LC-цепочки с группой тиристоров узла искусственной коммутации подсоединена к входу инвертора.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема описываемого инвертора; иа фиг. 2 - эпюры токов и напряжений.

Инвертор содержит силовые тиристоры (вентили) /-12, диоды (вентили) 13-24, фазы нагрузки 25-27, узлы искусственной коммутации с емкостями 28-30 « дросселями 31-33, образующими LC-цепочки, а также с группами из двух соединенных встречно-параллельно тиристоров 34-39.

На фиг. 2 изображены следующие кривые:

а)кривые напряжения /„ и тока ig при индуктивной нагрузке синусоидальной широт.ноимпульсной модуляции;

б)графики токов и напряжения в схеме инвертора при гашении вентиля 2:

12 - ток основного вентиля 2, L/C-напряжение на коммутирующей емкости 28-30,

ic - ток коммутирующей емкостей 28-30, iu - анодный oк обратного вентиля 14, 120 - анодный ток обратного вентиля 20, isocct - время, отводимое на восстановление управляющих свойств выключенного тиристора;

в)графики токов и напряжений в схеме инвертора при гашении основного вентиля 7:

jv - ток основного вентиля 7, ic f/c - соответственно ток и напряжение коммутирующей емкости 28-30,

taocci -.время, отводимое иа восстановление управляющих свойств вентиля 7,

13, , 20 -соответственно токи обратных вентилей 13, 19 и 20,

- характерные моменты времени.

включается коммутирующий тиристор 40, и ёмкость 28 начинает колебательно перезаряжаться В обратную полярность (фиг. 2,6). В первый момент времени колебательная полуволна тока емкости 28 замкнется ло контуру: тиристор 40 - емкость 28 - дроссель 31 - тиристор 2 и направляется навстречу току основного тиристора 2. Через вентиль 2 протекает разность токов нагрузки 25 и «Оаммутационного -контура. В момент времени U эти токи равны, и тиристор 2 выключается. Ток емкости замкнется через диод 14, который смещается в прямом налравлении. Время включенного состояния диода 14 и определяет время восстановления управляющих свойств основного тиристора 2.

После спадания коммутационного тока до величины тока нагрузки 25 (4) диод 14 закрывается, и вентиль 20 обратного тока берет на себя ток нагрузки 25. В момент времени /з (фиг. 2, а) должен быть снова включен тиристор 2. Одновременно с его включением подготавливается емкость 28 к очередной коммутации. Для этого сначала емкость 28, заряженная до напряжения 2Е (полярность указана в кружочках) разряжается до нуля через источник -питания включением коммутирующего тиристора 34. Потом включается вентиль 35, и емкость 28 заряжается до напряжения 2Е нужной для коммутации полярностью.

После формирования положительной полуволны напряжения в момент t (фиг. 2, а) необходимо выключить основной тиристор 7. При этом тиристор 2 уже выключен. Емкость 28 (фиг. 2, 0) от предыдущей коммутации (при выключении тиристора 2) .заряжается до напряжения 2Е. Для гашения тиристора 7 необходима полярность напряжения, указанная сверху емкости 28. Поэтому включением коммутирующего тиристора 34 емкость 28 перезаряжается до напряжения нужной полярности noi контуру: емкость 28 - тиристор 34 - тиристор 7 - диод 20 - дроссель 31. В конце полуволны тока емкости 28 подается импульс управления на тиристоры 5 и 5, и емкость 28 начинает перезаряжаться до напряжения обратной полярности. В первый момент новая коммутационная полуволна тока емкости 28 замкнется по контуру: конденсатор 28 - дроссель 31 - тиристор 8 - тиристор 7 - тиристор 35, т. е. навстречу току основного тиристора 7. В момент /2 (фиг. 2, в ток в тиристоре 7 равен нулю, и он включается. Ток емкости 28 замкнется через вентиль 19. Прямое падение напрял ения на вентиле УРобратно для тир-истора 7.

За время горения вентиля 19 тиристор 7 должен восстановить свои управляющие свойства. После окончания коммутационного интервала ток нагрузки 25 возьмут на себя вентили обратного тока 13 20, я к нагрузке 25 приложится напряжение источника питания, но обратной полярности; начинает формироваться отрицательная полуволна напряжения нагрузки 25.

Таким образом, начиная с момента времени /1, для формирования положительных импульсов напряжения включаются тиристоры 2 и 7, а для формирования нулевого напряжения - вентили 7 и 20. С момента ti и до t для формирования отрицательных импульсов работают диоды 13 и 20, а для формирования нулевого напряжения - вентили 2 и 13. При переходе тока нагрузки 25 в отрицательную зону (4) для получения отрицательных импульсов

включаются тиристоры / и 5, а нулевое напряжение получается с помощью вентилей 1 и 14. Далее работа инвертора происходит аналогичным образом. Кривая напряжения нагрузки 25 состоит из прямоугольников отрицательной и

положительной полярности, длительность которых модулируется по гармоническому закону.

Так как коммутация вентилей не зависит от нагрузки, то нагрузка может быть -включена в

трехфазном инверторе любым способом.

Таким образом, предложенный инвертор напряжения характеризуется повышенной коммутирующей способностью, в два раза меньшей зарядной полуволной тока емкости (по

сравнению с гасяп ей), что уменьшает -коммутационные потери, и большим диапазоном глубины модуляции.

Предмет изобретения

Автономный тиристор.ный инвертор с узлом искусственной коммутации на фазу нагрузки, подсоединенным параллельно фазе

нагрузки и содержащим последовательно соединенные LC-цепочку « группу ,из двух включенных встречно-параллельно тиристоров, отличающийся тем, что, с целью повышения коммутационной способности и снижения коммутационных потерь, он снабжен двумя дополнительными тиристорами на каждую фазу нагрузки, через которые точка соединения LC-цепочк.и с группой тиристоров узла искусственной коммутации подсоединена к входу

инвертора. S 2V ; /5A -7 w е lir 2 «Su/f 77; -5 WJ5JL 25 J2 Й

t, t, t3

чз-го