Автономный инвертор напряжения Советский патент 1980 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может использоваться при построении автоном ных инверторов напряжения, предназначенных, например, для частотно-управляемого электропривода. Известны тиристорные автономные . инверторы, например СЦ , И и З , в которых для обеспечения коммутационной устойчивости при регулировании напряжения амплитудным способом используют вспомогательные источники подзар да. Однако инвертор Щ имеет сравнвте но сложную схему и двойное напряжение вспомогательных источников подзаряда на коммутирующих тиристорах, что приводит к завышению установленной мощности полупроводниковых элементов и как следствие - к ухудшению массо-габаритных показателей инвертора, а недостаток инвертора состоит в ограниченных частотных возможностях. Частично эти недостатки устранены в инверторе З , который по технической сущности и достигаемому ре льтату я& ляется наиболее близким к изобретению. Инвертор З содержит трехфазные мосты тиристоров и обратных диодов, соединенные встречно параллельно по . цепи постоянного тока и этими точками соединения образующие входные вьгаоды для подключения его к основному источнику питания, вспомогательный источник подзаряда, подключенный через встречно параллельно включенные разделительные диоды и подзарядные тиристоры к упомянутым входным выводам, коммутирующие конденсаторы, соединяющие соответствующие выходные вьшоды мосте основных тиристоров и моста коммутиру ющих тирястрров, а также коммутирующие дроссели, включенные последовательно в цепи коммутирующих конденсаторов. При работе такого инвертора к коммутирующим тиристорам прикладывается ifpHMoe напряжение, равное половине сум мы напряжений двух коммутирующих кон денсаторов и источника подзаряда, т, е. более 1,5 и, где DC. - напряжение на коммутирующем конденсаторе. Напряжение источника подзаряда выбирается равным максимальному входному напряжению инвертора, при этом пря мое напряжение на основных тиристорах . где и. - напряжение источника подзаряда. Ток через коммутирующий тиристор обычно в 10-20 раз меньше тока основ ного тиристора (зависит от выходной ча тоты инвертора). Если принять, что установленная мощ ность основного тиристора Р J VOT о и - соответственно ток напряжение основного тиристора, то требуемая установленная мощность коммутирующего тиристора будет -CO,lTO,05)J.1.5U (0,15-0,075)Р, / При этом установленная мощность всех основных и коммутирующих тиристоров инвертора равна р ..р VOT р -6Р :6CO,i5fO,075)P. VKT tO,9-fO,/l5)P Однако в случае ложного включения двух коммутирующих тиристоров в одной фазе (прорыв моста коммутирующих тиристоров) происходит закорачиваниеосновного источника питания. .При этом амплитуда тока, протекающего по этим тиристорам, определяется внутренним сопротивлением основного источника питания, которое создается искусственно (включением токоограничивающего дросселя в цепь источника питания) из расчета ограничения тока на уровне, обеспечивающем нормальную работу основны тиристоров после ликвидации прорыва ин вертора. Исходя из этого, необходимо и к мутирующие тиристоры по току выби рать такими же, как-и основные, в про- Тиёном случае не .будет обеспечиваться их защита. Таким образом, действительная установленнай мощность коммутирующих тиристоров инвертора равна тиристоров р -ьа l.5U,)-9P VV.T,о Исходя из изложенного, действитель . ная установленная мощность коммутирую щих тиристоров в 1,5. раза выше устаноВ ленной мощности основных тиристоров, что является недостатком указанного ин- вертора. Цель изобретения - уменьшение уста новленной мощности коммутирующих тиристоров, массы и габаритов. Это достигается тем, что дополни, тально введены два вспомогательных ти- ристора, которые соединены последова-. гельно и включены параллельно вспомо гательному источнику подзаряда, а общие точки анодов и катодов моста коммутирующих тиристоров объединены и подключены к точке соединения этих вспомогательных тиристоров. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого инвертора. Инвертор содержит основные тиристоры 1-6, собранные в мостоЬую схему и подключенную к основному источнику 7 питания и нагрузке 8, параллельно мосту основных тиристоров подключен мост . обратных диодов 9-14, мост коммутирующих тиристоров 15-20 подключен через коммутирующие ЬС-цепо.чки 21-26 к выходу инвертора и через два тиристора 27 к 28 к выводам источника 29 подзаря- да, который через встречно включенные 51йод 30 и тиристор 31 подключен к одно- му полюсу и через встречно включенные диод 32 и тиристор 33 к второму полюсу основного Источника 7 питания. . . Инвертор работает следующим образом. Пусть включены осйовные тиристоры 1, 2 и 3 и пропускают ток от источника 7 в нагрузку 8. При этом на конденсаторе 25 имеется напряжение, полярность которого указана на чертеже. При включении коммутирующих тиристоров 15 и 27 начинается разряд конденсатора 25 по цепи 25 - 26 - 1 - 30 - 2715 - 25. Разрядный ток конденсатора выключает тиристор. Далее конденсатор перезаряжается по цепи 25 - 26 - 9- 30 27 «. 15 - 25 до напряжения, определяемого исходным зарядом, добротностью колебательного контура и режимом нагрузки. Если этого напряжения недостаточно для коммутации последующего основ- ного тиристора 4 включаются тиристоры 27, 15, 4 и 33 и по цепи 29 - 27 15 . 25 26 4 33 - 29 протекает ток дозаряда конденсатора 25 до напряжения источника 29 подзаряда Ана логично протекают процессы н в других; плечах инвертора. Напряжение, прикладываемое к каждо му из коммутирующих тиристоров 15 « 20и27- 28в межкоммутационные промежутки} не превышает величины (U) напряжения на коммутирующем конденсаторе, равном напряжению источника подзаряда, т, е„ в предлагаемой схеме напряжение на коммутирующих тиристорах на 50% ниже чем в известной. При расчете тиристоры 27 и 28 по току выбирают такими же, как и основ- ные тиристоры 1 - 6„ При этом в слу« чае прорыва инвертора не происходит их выход из строя. Тиристоры 15 - 2О рассчитывают на значение тока коммута ции, которые в 1О - 20 раз меньше то ка основных тиристоров. Определяем установленную мощность всех коммутирующих тиристоров гсзи.бсод-од)1 и ,bfb,Z)P Таким образом, в предлагаемом ишзерто ре установленная мощность коммутирую щих тиристоров. 1.ц.(Я,,2)Р значительно меньше, чем ,в существую- Формула изобретения Автономный инвертор напряжения, со держащий трехфазные мосты основных тйристорсю н обратных диодов, соединенные встречно параллельно по цепи постоянного тока и образующие точками сое-; динения входные выводы, к котюрым через встречно параллельно включенные разделительные диоды и подзарядные тиристоры подсоединен источник подза- рвда коммутирующие конденсаторы, соединяющие соответствующие выходные выводы моста основных тиристоров и моста коммутирующих тиристоров, а также : коммутирующие дроссели, включенные по следовательно э цепи коммутирующих конденсаторов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения установ ленной мощности, массы и габаритов, введены два вспомогательных тиристора,, которые соединены последовательно и подключены па5эаллельно вспомогательному источнику подзаряда, а общие точки анодов и катодов моста коммутирующих -тиристоров объединены н подключены к точке соединения этих вспомогаз льных тиристоров. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1.Авторское свидетельство СССР 192915, кл,Н02 М 7/48, ;1967.. 2,Авторское свидетельство СССР 279782, кл. Н О2 М 7/52, 197О.