Стабилизированный инвертор Советский патент 1974 года по МПК H02M7/52 

1

Известен стабилизированный инвертор, содержащий мост на четырех тиристорах в диагональ которого включены последовательно соединенные первый конденсатор и цепь из параллельно соединенных второго конденсатора, нагрузки и коммутирующего дросселя с парой встречно параллельно включенных тиристоров. Стабилизация выходного напряжения в широком диапазоне изменения нагрузки и ограничение тока короткого замыкания обеспечиваются тиристорно-дроссельным компенсатором реактивной энергии путем изменения эквивалентной индуктивности коммутирующего дросселя.

Однако в режиме короткого замыкания инвертора возникают перенапряжения на его элементах, в частности, на тиристорах и первом конденсаторе. Замкнутая система автоматической стабилизации напряжения на нагрузке, стремясь восста швить упав.шее напряжение на наг- J

рузке, закрывает тиристоры тирис- торно-дроссельного компенсатора.

8этом случае инвертор представляет собой последовательный инвертор, работающий в режиме короткого замыкания нагрузки.

Целью изобретения является снижение кратности перенапряжений на элементах инвертора. Это достигается включением дополнительной пары встречно параллельно соединенных тиристоров параллельно первому конденсатору через коммутирующий дроссель.

5 На фиг. I приведена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - кривые напряжений на элементах преобразователя. Инвертор содержит мост lia четырех тиристорах 1-4, две пары встречно параллельно включенных тиристоров 5,6 и 7,8, конденсаторы

9и 10, сглаживающий дроссель И

и коммутирующий дроссель 12, наг- . 5 рузку 13. к входным зажимам под- -1 ключены последовательно сглаживающий дроссель И и мост на четырех тиристорах 1-4. В диагональ моста включены последовательно соединенные ко.н денсатор 9 и цепь из параллельно соединенных конденсатора 10, коммутирующего дросселя 12 с парой встречно параллельно соединенных тиристоров 7,8 и нагрузки 13. Параллельно первому конденсатору 9 через коммутирующий дроссель 12 . подключена другая пара встречно параллельно включенных тиристоров 5,6. Управление тиристорами осуществляется от блока автоматического управления, Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме работы поочередно включаются тиристоры 1,3 и 2,4 со сдвигом по фазе на 180 эл. - - - - град. На коммутирующих конденсаторах 9,10 формируется переменное напряжение, близкое по форме к синусоидальному. На нагрузку 13 подается напряжение с коммутирующего конденсатора 10. При перегрузках и коротких замыканиях аварийный ток в нагрузке и в цепи инвертора ограничивается конденсатором 9, включен ным последовательно в депь аварийно го тока, состоящую из последовательно включенных источника питаНИЯ, сглаживающего дросселя 11, типмртппр С КПН7ТРНРЯФППЯ 9 нягP E Pfo,/.. рузки 13 и тиристора 3 (4). Стабилизация напряжения на выходе инвертора в широком диапазоне изменения параметров нагрузки 13 обеспечивается изменением эквивалентной индуктивности тиристорно-дроссельного компенсатора, образованного встречно параллельно соединенными -тиристорами 7.8 и компенсирующим (коммутирующим) дросселем 12. Изменение выходного напряжения инвертора, соответствующего напряжению на конденсаторе 10, приводит к изменению угла включения тиристоров 7,8,эквивалентной индуктивности дросселя 12 и, следователь но, к компенсации части емкости конденсатора. 10. При нормальной работе иявертора тиристоры 5 и 6 выключены. При коротком замыкани в цепи нагрузки 13 конденсатор 10 оказывается практически закороченным, либо шунтировшшым реактансом сети. Тиристорнодроссельнш компенсатор 7, г/.аксимал но уменьшить компенсацию емкости конденсатора 10 (для поддержания требуемого на выходе инвертора напряжения), оказывается полностью выключенным . (тиристоры 7,8 заперты, напряжение на дросселе 12 равно нулю). Происходит большая раскачка - увеличение напряжения на первом конденсаторе 9, которое прикладывается через закороченную нагрузку 13 к неработающей паре тиристоров инверторного моста. Для снижения напряжения на коммутирующем конденсаторе 9 и тиристорах 1-4 подается команда на снятие управляющих импульсов с тиристоров 7,8 и подачу их на тиристоры 5,6 (например, с помощью датчика нуля напряжения на дросселе 12 или датчика напряжения на конденсаторе 9). Тиристорно-дроссельный компенсатор, образованный встречно параллельно соединенными тиристорами 5,6 и дросселем 12, предназначен для регулирования реактивной энергии коммутирующего конденсатора 9. При аварийном токе короткого замыкания, когда напряжение на коммутирующем конденсаторе 9 стремится возрасти, эквивалентная индуктивность компенсатора 5,6,12 компенсирует избыточную реактивную энергию конденсатора 9. Соответственно ограничиварш я НЯППЯЖРНИР и ня кпнлрнгятоется напряжение и на конденсаторе 9 и на тиристорах 1-4. После того, как ликвидируется аварийный режим путем отключения участка короткого замыкания в цепи нагрузки или выжигания предохранителя в цепи нагрузки управляющие импульсы переключаются с тиристоров 5,6 на тиристоры 7,8 (например, с помощью датчика напряжения на выходе инвертора), и инвертор продолжает работать в нормальном режиме. На фиг. 2,а показаны формы напряжений на конденсаторах Э, 10 в нормальном режиме работы. В этом режиме напряжение на конденсаторе 10 стабилизируется с помощью тиристорно-дроссельного компенсатора 7,В,12. На фиг. 2,6 показаны формы напряжений на конденсаторе 9 при работающем конденсаторе 5,6,12 и при коротком замыкании нагрузки. Компенсатор 5,6,12 позволяет ограничить возникающие перенапряжения на конденсаторе 9 и соответственно на тиристорах 1-4 до требуемых пределов. Изобретение позволяет значительно снизить установленную мощность оборудования инвертора и повысить надежность его работы при простоте технического и конструйивного решений. Применение дополнительной пары тиристоров не приводит к значительному усложнению схемы. Эти тиристоры 5,6 рассчитаны также на такое же пониженное напряжение, что и тиристоры 1-4 инвертора. В связи с тем, что тиристоры 5 и 6 работают кратковременно, они могут допускать -- - - - -j «w Vf л л. f ъ « Vy АЪ .Л J. большие перегрузки и иметь небольшую установленную мощность. Перекл чение неуправляющих импульсов с одной пары тиристоров на другую можно легко осуществить, например, - - . 4if л. л. V Vy Ж Xf Ж1 Л: лilUkii IJ МлеЛ J л С помощью триггерного узла или логического элемента ИЛЙ-ИЛИ. ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ Стабилизированный инвертор , содержащий подключенные последовательно к входным зажимам оглаживающий дроссель, мост на четырех тиристорах, в диагональ которого включены последовательно соединенные первый конденсатор и цепь из параллельно соединенных второго конденсатора, нагрузки и коммутирующего дросселя с парой встречно аараллельно включенных других риристоров, -а также блок управления тиристорами, отличающийся тем, что, с целью ограничения перенапряжений, он дополнительно снабжен другой парой встречно параллельно включенных тиристоров, подключенной через указанный коммути % J. % АЛ . N-ifbrfX Vytj . «н . тл рующий дроссель параллельно первому конденсатору.

d

a

Фш.2