Автономный трехфазный инвертор Советский патент 1976 года по МПК H02M7/515 H02M7/72 

Дуктивности 7-12, индуктивности 13-18 в цепях обратных диодов, выходкой трансформатор 19 с вращающимся магнитным полем, первичной многофазной 20 и вторичной трехфазной 21 обмотками. Коммутирующие индуктивности 7-9, подключенные между плюсовой шиной питающего источника и общими точками анодов тиристоров, совместно с ,индуктивностями 13-15, подсоединенными между минусовой шиной питающего источника и общими точками анодов диодов обратного тока, образуют дроссель 22 с ферромагнитным сердечником (см. фиг. 2). При этом потокосцепление согласно включенных обмоток 7-9 напра.влено встречно с -потокосценлением согласно включенных обмоток 13-15. Коммутирующие индуктивности 10-12, подсоединенные между минусовой шиной питающего источника и общими точками катодов тиристоров, совместно с индуктивностями 16- 18, подсоединенными между плюсовой шиной питающего источника и общими точками катодов диодов обратного тока, образуют дроссель 23 (см. фиг. 2), в котором нотокосцепление согласно включенных обмоток 10-12 направлено встречно с потокосценлением согласно включенных обмоток 16-18. Трансформатор 19 с вращающимся .магнитным полем содержит взаимно неподвижные шихтованные наружный и внутренний магнитопроводы с назами, в которые уложены многофазная первичная 20 и трехфазная вторичная 21 обмотки, выполненные по типу обмоток машин Переменного тока. Многофазная первичная обмотка разделена на п симметричных трехфазных групп, соединенных звездой или треугольником, количество которых равно количеству блоков инвертора. Одноименные фазы групп первичной обмотки выполнены с пространственным сдвигом - н подсоединены к блокам инвертора, коммутация в которых осуществляется с равным временным сдвигом. В результате после каждой из 6 га за период равномерно распределенных коммутаций образуются контуры, процессы в которых с учетом чередования фаз, групп обмоток трансформатора и блоков инвертора полностью повторяются. Результирующее вращающееся магнитное поле первичной системы токов индуктирует в трехфазной вторичной обмотке э.д.с. и токи, реакция которых на первичные обмотки трансформатора одинакова н не зависит от пространственного положения вторичной обмотки по отношению к первичпы.м. Улучшение формы кривой выходного напряжения инвертора обусловлено образованием кругового магнитного поля в трансформаторе с малыми пульсациями и высокой степенью равномерности вращения. Инвертор работает следующим образо.м. Тиристорные блоки 5 инвертора коммутируI 2г. . ются с временным сдвигом - при этом загрузка преобразовательных блоков 1-3 равномерна, токи и напряжения во всех однотипных звеньях сдвинуты по фазе на указанный угол сдвига коммутации и одинаковы по форме. Токораснределение между блоками 5 тиристоров и блоками диодов 6 обратного тока находится в полном соответствии с работой автономного инвертора в режиме инвертирования напряжения. Включение в схему инвертора цепей 4 принудительной коммутации не вносит особенностей в его работу. Вследствие низкого процентного содержания высших гармоник в кривой выходного напряжения и отсутствия токов гармоник, кратных трем, при симметричной нагрузке выходная цепь инвертора практически уравновешена (мгновенное значение активной мощности, передаваемой в нагрузку, постоянно). Колебания мгновенных мощностей РА, РВ и PC в фазах нагрузки происходят в соответствии с кривыми на фиг. 3, а. При этом сумма положительных значений фазных мощностей определяют мгновенную мощность Р, передаваемую в цепь нагрузки через тиристорные блоки инвертора (кривая РЬ на ф.иг. 3,6). Сумма отрицательных значений фазных мощностей определяет мгновенную мощность Ре, возвращаемую в цень источника постоянного тока через диоды обратного тока всех блоков инвертора (кривая Р& на фиг. 3,6). Ввиду отсутствия в цепях инвертора элементов, осуществляющих накопление энергии, разность , мгновенных мощностей является постоянной величиной, равной .мощности, потребляемой инвертором от источника. Кривые PS и Яе в соответствующем масштабе представляют собой суммарные мгновенные токи тиристорного и диодного блоков инвертора, разность которых также является постоянной величиной. В соответствии с этим результирующие потокосцепления обмоток 7-9 и 13-15 дросселя 22 и результирующие потокосцепления обмоток 10-12 и 16-18 дросселя 23 при встречном включении их остаются неизменными при протекании через них пульсирующих токов, обусловленных характерным для инвертора напряжения процессом обмена реактивной и рекуперируемой энергией цепью нагрузки и цепью источника постоянного тока. Одновременно встречное включение обмоток дросселей предотвращает образование короткозамкнутых контуров перезаряда коммутирующих конденсаторов через диоды обратного тока. При осуществлении межфазной коммутации тиристоров в блоках инвертора возможно параллельное соединение согласно включенных обмоток дросселей 22 и 23 (см. фиг. 2). Предлагаемый инвертор может применяться в схемах с одним или двумя источниками постоянного тока, а также в однотактных и двухтактных схемах. При этом могут быть иснользованы известные сносо.бы соединения обмоток трансфор.маторов с вращающимся магнитным полем - звезда и треугольник. Количество трехфазных групп обмоток трансформатора и блоков инвертора не ограничивается.

Формула изобретения

Автономный трехфазный инвертор, содержащий трехфазные тиристорные мосты, в анодных и катодных цепях которых последовательно с тиристорами включены коммутирующие индуктивности, трехфазные мосты обратных диодов, конденсаторно-вентильные цепи принудительной коммутации, а также выходной многофаЗНый трансформатор, отличающийся тем, что, с целью снижения массо-габаритных показателей и обеспечения равномерности загрузки вентильных мбсТов, он снабжен дополнительными индуктивностями, включенными последовательно с диодами в анодных и катодных цепях мостов обратных

диодов и размещенными на двух магнитопроводах вместе с коммутирующими индуктивностями и встречно относительно них, а выходной многофазный трансформатор выполнен в виде статического электромагнитного аппарата с общим магнитопроводом и вращающимся магнитным полем, фазы первичной обмотки которого, присоединенные к вентильным мостам инвертора, выполнены .с пространственным сдвигом, соответствующим временному сдвигу коммутации мостов инвертора.

3-f

2