МНОГОФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1972 года по МПК H02M7/515 

Известны многофазные инверторы напряжения, содержащие коммутирующие тиристоры, источник коммутирующего напряжения и тиристоры для пропускания реактивного тока нагрузки. Предлагаемый инвертор отличается от известных тем, что вентили реактивного тока объединены в анодную и катодную группы, каждая из которых включена между выходными зажимами инвертора и одним из зажимов упомянутого источника, другой зажим которого подключен к общей точке соединения коммутирующих тиристоров. Это позволяет повысить эффективность работы. На фиг. 1 представлена схема предлагаемого инвертора; на фиг. 2 - модификация схемы предлагаемого инвертора. Схема (фиг. 1) работает следующим образом. Пусть нагрузка инвертора активно-индуктивная с ,55, ток проводят основные тиристоры 1-3, а напряжение Оа-Oi положительно. Подачей импульсов управления отпираются тиристоры 1 и 7. Вентиль / запирается отрицательным анодным напряжением, а реактивный ток фазы А нагрузки перезаряжает коммутирующий конденсатор так, что положительным становится напряжение Oi-Oz. Когда напряжение конденсатора - УС станет равным по величине напряжению источника питания t/ш подают отпирающий импульс на вентиль 2 реактивного тока. В результате этого ток конденсатора становится равным нулю, вентиль 7 запирается, а ток фазы Л начинает протекать по цепи фазы С - реактивные тиристоры / и 2. Конденсатор готов к запиранию очередного вентиля. Вслед за этим подают отпирающий импульс па основной тиристор 4. Однако он открывается и начинает проводить ток фазы А в другом направлении только после того как будет израсходована энергия, накопленная ее магнитным полем в предыдущий полупериод. В следующий момент времени отпирают коммутирующий тиристор 8 и тиристор 2 реактивного тока. Тиристор 2 запирается, а ток фазы С начинает протекать через тиристор 2 цепь конденсатора, тиристор 8, источник питания, тиристор 3 и фазу В. После перезаряда конденсатора током фазы С до напряжения Lc| L-n отпирают тиристор 3. Тиристор 8 запирается, а конденсатор готов к запиранию следующего вентиля. Ток фазы С замыкается по цепи 2-3, а энергия, накопленная полем фазы С, расходуется в фазах С и В. На управляющий переход тиристора 5 подается отпирающий импульс, и тиристор 5 начинает проводить ток фазы С вслед за тем как израсходуется энергия, наполупериод. Коммутация последующих вентилей производится аиалогично.

При нагрузке с ,55 энергия, потребляемая нагрузкой от источника питания, накапливается в магнитных полях нагрузки быстрее, чем расходуется в ее активных сопротивлениях. Поэтому к моменту запирания очередного основного вентиля инвертора не успевает израсходоваться энергия, накопленная магнитным полем другой фазы, вентиль которой был скоммутирован ранее. Например, при запирании тиристора 2 будет продолжать еще проводить ток тиристор 1. В этом случае нельзя допускать, чтобы на основных вентилях инвертора все время дежурил отпирающий импульс для обеспечения непрерывного протекания тока через нагрузку, так как-избыток реактивной энергии, накопившейся в нагрузке за время между включениями двух очередных основных вентилей инвертора, во избежание непрерывного накопления энергии в нагрузке необходимо израсходовать до перехода к следующему интервалу времени потребления энергии от внешнего источника питания. В противном случае произойдет сбой работы инвертора.

Чтобы исключить сбой в работе инвертора, необходимо так управлять его вентилями, чтобы при нагрузке с ,55 отпирающие импульсы на основные вентили подавались лишь после спада до нуля тока предыдущей полуволны фазы спустя время восстановления вентильной прочности ранее включенного вентиля реактивного тока. Выходное напряжение инвертора в этом режиме работы должно быть разрывным, а продолжительность интервалов времени с нулевым мгновенным значением напряжения должна увеличиваться по мере снижения Cos S. Благодаря этому интервалы времени, когда нагрузка накапливает и рассеивает энергию, чередуются с интервалами времени, когда энергия, накопленная магнитными полями нагрузки, полностью рассеивается в ее активных сопротивлениях. При таком режиме работы предложенный инвертор обеспечивает взаимокомпенсацию реактивной энергии фаз нагрузки при любой величине Cos S.

На фиг. 2 показан вариант исполнения предлагаемого инвертора, позволяющий рекупирировать энергию нагрузки в сеть постоянного тока с сохранением знака входного напряжения инвертора. Для этого нулевые точки анодной и катодной групп вентилей реактивного тока разделены управляемыми вентилями 9, 10 и дополнительно подключены диодами 11 н 12 к входным зажимам инвертора.

В основном режиме работы инвертора вентили /-6 и /-6 управляются аналогично одновременным вентилям схемы фиг. 1. Вентили 9 и 10 отпираются одновременно при включении каждого из вентилей 7, 8. При рекуперации энергии нагрузки в сеть постоянного тока изменяют режим работы только вентилей

9и 10 к 1-6. В этом случае вентиль 9 отпирается одновременно с вентилем 8, вентиль

10только одновременно с вентилем 7, вентили /-6 отпираются лишь в моменты запирания одноименных основных вентилей.

Предмет изобретения

1. Многофазный инвертор напряжения на управляемых вентилях, содержащий коммутирующие вентили, источник коммутирующего

напряжения и вентили для пропускания реактивного тока нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, вентили реактивного тока объединены в анодную и катодную группы, каждая из которых включена между выходными зажимами инвертора и одним из зажимов источника коммутирующего напряжения, другой зажим которого подключен к общей точке соединения коммутирующих тиристоров.

2. Многофазный инвертор напряжения по п. 1, отличающийся тем, что, с целью рекуперации энергии в сеть постоянного тока с сохранением знака выходного напряжения, общая точка соединения каждой из упомянутых групп соединена через управляемый вентиль с указанным зажимом источника и через диод - с соответствующим входным зажимом инвертора.