ТЕХНИЧЕСКАЯbMBJiHOTEKAАВТОНОМНЬ[ Советский патент 1969 года по МПК H02M7/523 

Известный автономный тиристориый инвертор, содержащий демпфирующие коммутационные перенапряжения на тир«старах цепочки, из которых выполнена в виде последовательно соединенных диода и конденсатора, имеет высокие потери и низкий к.п.д.

Предложенный инвентор отличается тем, что он снабжен дросселями, подключенным-и параллельно диодам демпфирующих цепочек.

Это снижает .потери и повышает к.п.д.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема автономного илвертора с встречно-параллельными диодами; на фиг. 2 - принципиальная схема автономного инвертора, не имеющего встречных диодов.

Автономный тиристорный инвертор содержит демпфирующие коммутационные перенапряжения на тиристорах 1-4 цепоч-ки, каждая из которых выполнена в виде последовательно соединенных диода 5 и конденсатора 6. Кроме того, он снабжен дросселями 7, подключенными параллельно диодам 5 демпфирующих цепочек. Последовательно с дросселем 7 может быть включено Сопротивление 8.

Коммутационный конденсатор 9 и коммутирующий дроссель 10 (индуктивность) включены последовательно. Нагрузка // включена через конденсатор 12 фильтра, на входе которого установлен дроссель 13, в анодные

цепи тиристоров 1-4 могут быть включены насыщающиеся реакторы.

При включении тирргсторов /, 2 происходит заряд Коммутирующего конденсатора 9 через дроосель 10 и сопротивление нагрузки 11. В про.межутке времени, пока включены тирнсторы /, 2, все конденсаторы 6, присоединяемые через диоды 5, разряжены. После того как (напряжение на конденсаторе 9 станет

выше напряжения псточника питания, и колебательный ток, текущий через тиристоры 1, 2, пройдет через нуль, эти тиристоры гаснут. Тогда включаются Встречные неуправляемые вентили М, 15, и через нагрузку 11 начнет протекать ток в обратном направлении до тех пор, пока конденсатор 9 не разрядится до напряжения, меньшего, чем напряжение источника питания, и вентили 14, 15 погаснут. Во время работы встречно включенных вентилей 14, 15 на тиристорах 1, 2 будет небольшое обратное «апрял-сение порядка 1,5-2,5 в. После прекращения протекания тока через вентили 14, 15 на них появляется обратное напряжение, которое для тиристоров I, 2 является прямым. В этот момент конденсаторы 6 оказываются подключенными через прямые диоды 5 Параллельно тиристорам, в результате чего коммутационные перенапряжения, возникающие при обрыве тока неуправляеся при наличии еликостей Конденсаторов 6 достаточной величины. Практически на повышенных частотах демпфирование 1коммутационных наренапряжений удается осуществить нрн значениях емкостей порядка 0,1-0,2 мкф.

В интервале времени, когда к тиристорам 1, 2 приложено прямое «апряжение, конденсатор 6, зарял еганый через диод 5, который проводит ток только нри пряМОМ напрялсении на тиристорах /, 2, находится в заряжеппом состоянии, причем в этом интервале никакой энергии в цепочке не расходуется. Во втором интервале, когда 1включаются тиристоры /, 2, а после - встречные диоды (;веншли) 14, 15, конденсатор 6 разряжается через дроссель 7 и включавшиеся вентили. В мо1мент включения тиристора благодаря индуктивности дросселя 7 ТОК разряда .конденсатора 6 равен нулю и затем нарастает по синусоидальному закону, поэтому он не оказывает никакого влияния «а коммутационные нотери во время включения тиристора и не может повлиять на возниК|Новение коммуляции тока в небольших областях перехода лри повышенных частотах. Величина индуктивности дросселя 7 выбирается такой, чтобы частота (собственных колебаний контура, образованного конденсатором 6 и дросселем 7 в одноячейковых инверрах с встречно-параллельными вентилями, была ниже выходной частоты инвертора в 1,5-2 раза. Поэтому после включения тиристора конденсатор 6 начнет разряжаться через дроссель 7, причем напряжение на конденсаторе должно достигнуть нуля до момента погасания встречных неуправляемых вентилей 14, 15. Перезаряд конденсатора 6 происходить не -может, так как нрн изменении на нем полярности во время работы встречных вентилей диод 5 начнет проводить ток и не даст ему перезаряжаться.

Поскольку емкость 1конденсатора 6 в 50-100 раз меньше емкости коммутирующего конденсатора 9 и, следовательно, индуктивность дросселя 7 в 100-200 раз больше индуктивности дросселя 10, то амплитуда донолнительного тока, текущего через тиристор благодаря разряду конденсатора 6 через дроссель 7, практически не таревыщает одного процента от амплитуды рабочего тока.

Энергия, запасаемая в .конденсаторе 6 при заряде его через диод 5, частично рассеивается в активном сопротивлении, которым обладает дроссель 7, и в интервале спада прямого напряжения на тиристорах частично возвращается Обратно в цепь источника тока.

В цепочках низки потери энергии, поэтому имеется слабый нагрев диодов 5, что позволяет применить диоды невысокой .мощности. При высокой добротности дросселя 7 последовательно с ним следует включить небольшое активное сопротивление 8.

Применение (подобного устройства для демпфирования коммутационных перенапряжений в многоячейковых схемах инверторов

(фиг. 2) дает такой же технический и экономический эффект, который уже был описан выше для схем инверторов с встречно-нараллельными вентилями 14, 15, причем с ростом числа ячеек эффективность предлагаемого устройства повышается.

Применение предлагаемого устройства для демпфирования коммутационных перенапрял ений позволит резко снизить потери в этих устройствах в инверторах на тиристорах с

встречно включенными неуправляемыми вентилями и в многоячейковых инверторах повышенной и ультразвуковой частоты, что дает возможность повысить коэффициент полезного действия этих инверторов.

гтл

Предмет изобретения

Автономный тиристорный инвертор, содержащий демпфирующие коммутационные перенапряжения на тиристорах депочки, каждая

из которых выполнена в виде последовательно соединенных диода и конденсатора, отличающийся тем, что, с целью снижения нотерь и повышения К.П.Д., он снабжен дросселями, подключенными параллельно диодам де.мпфирующих цепочек.

У Н-д Д5

2

л 7 S-o - Г-7 °- si 7Т