Автономный инвертор с комбинированным возбуждением Советский патент 1977 года по МПК H02M7/515 

1

Изобретение относится к области промышленной электроники и может быть использовано для преобразования электроэнергии постоянного тока в переменный при широком диапазоне изменения входного нанряжения и резких изменениях нагрузки, например, в установках гарантированного электропптания потребителей переменного тока и преобразователях частоты.

Известные автономные инверторы 1 и 2 при резких изменениях нагрузки имеют значительные отклоиеппя частоты или ианряжения от установившихся значений и ппзкую коммутационную устойчивость. Перенапряжения могут привести к пробою тиристоров, а провалы папряжения в дипамических режимах приводят к уменьшению угла запирания тиристоров и опрокидыванию инвертора.

Целью изобретеиия является улучшение динамических характеристик и иовышение коммутациоппой устойчивости инвертора. Это достигается тем, что в предлагаемом инверторе задатчик угла запирания вентилей имеет три входных и один выходиой каскады, причем каскад, формируюший пилообразпое напряжение задатчика, подключен одним входом к входным выводам ас инвертора, другим входом к автоматическому регулятору, а своим выходом к каскаду, формируюш,ему нанряжение, пропорциональное амплитуде линейного

панряжепия фаз аЬ, выход этого каскада подключеп к потенциометру уставки угла задатчика п через резистор к выходному каскаду, формируюш,ему прямоугольное папрял ение залчатчнка, который в свою очередь свопм выходом соедпнеп с входом спстемы управления соответстБуюш,его вентиля инвертора.

Па чертеже дапа функциональная схема описываемого инвертора.

Инвертор содержит задатчикп 1-6 угла, импульсные усилители - формирователп 7- 12, выдаюпи1с сдвоеппые импульсы на вентили инвертора, автоматический регулятор 13 напрял еппя, сглал :иваюп1,ий реактор 14, вептили 15-20 инвертора, конденсаторную батарею 21, компенсатор 22 рсактнвпой мош,ностп, нагрузку 23, реакторы 24 н вептпли 25-30 компенсатора, систему 31 управлсння компенсатора, задаю1цпй генератор 32, пшпы а, b п

с переменного тока шшертора, резпсторы 33 уставки угла задатчика, огранпчнваюнд,пе резпсторы 34, резисторы 35 в коллекторной цепи транзисторов 36 п 37, конденсатор 38, запоминаюпип амплитуду линейного панрял енпя инвертора, конденсатор 39, на котором формируется нплообразное нанряженне U-A, каскад 40, формнруюпип нанряженпе Lj, пропорцнональное мгновенному значенню лппейного папрял ення нпвертора, каскад 41, формнруюпд,нй напряжепне IJ, нронорцпональпое

амплитуде линейного напряжения инвертора, каскад 42, формирующий пилообразное на пряжение t/з. трансформаторы 43 и 44 и каскад 45, формирующий прямоугольное напряжение задатчика угла, момент перехода которого через нуль определяется равенством суммы напрял ений U, U и (74.

Uab - Uba Ubc - Ьса - ЛИнейные напряжения на выходе инвертора.

Инвертор работает следующим образом.

На I и II входы задатчиков 1-6 угла подаются линейные напряжения с выходных шин инвертора. С резисторов 33 снимаются напряжения Ui и i/2, пропорциональные напряжению, подаваемому на I вход. На конденсаторе 38 выделяется напряжение U, пропорциональное амплитуде напряжения 1/2Угол запирания вентилей 15-20 может изменяться при помощи автоматического регулятора 13, для чего на 111 вход задатчика угла подается сигнал от регулятора.

Каскад 42 формирует на конденсаторе 39 пилообразное напряжение U. Момент формирования этого напряжения определяется моментом нрохождения через нуль напряжения Uac (для задатчнка 1), подаваемого на II вход задатчика угла.

Момент формирования импульса определяется равепством Ll f/s-4- U.

Величина минимального угла запирания вентилей 15-20 выбирается из условий коммутационной устойчивости инвертора и задается ноложением резисторов 33.

Наиример, при набросе нагрузки выходное напряжение снижается. Нри этом иропорциональио изменяется напряжение и в задатчиках угла. Отношение напряжений U2 и f/i остается иеизмеииым, что обеспечивает неизменность угла запирания вентилей 15-20.

Нри изменении входного напряжения иивертора автоматический регзлятор воздействует иа величину угла запирания и стабилизирует выходное иаиряжение.

Таким образом повышается коммутационная устойчивость инвертора как в статических, так и в динамических режимах и улучшаются его динамические характеристики, а также обеспечивается стабилизация выходного напрял ;ения при изменениях входного Напряжения.

Стабилизация частоты на выходе инвертора осуществляется задающим генератором 32, воздействующим на систему 31 управления компенсатора.

Формула изобретения

Автономный инвертор с комбинированным возбуждением, содержащий реактор в цепи постоянного тока, вентили, связанные с системой управления и задатчиками угла, конденсаторную батарею, подключенную к выходным выводам инвертора, вентильный компенсатор реактивной мощности, состоящий из линейных реакторов, подключенных к выходным выводам иивертора через встречно-параллельпые вентили с системой управления, задающий генератор и регулятор наиряжения, о тличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик и повышения коммутационной устойчивости, задатчик угла занирания вентилей имеет три входных и один выходной каскады, причем каскад, формируюи-1,ий пилообразное наиряжение задатчика, подключеп одним входом к входным выводам ас иивертора, другим входом к автоматическому регулятору, а своим выходом к каскаду, формирующему наиряжение, пропорциональное амплитуде линейного напряжения фаз аЬ, выход этого каскада подключен к потенциометру уставки угла задатчика и через резистор к выходному каскаду, формирующему прямоугольное напряжение задатчика, который в свою очередь своим выходом соединен с входом системы зправления соответствующего вентиля инвертора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №343046, кл. Н 02Р 13/18, 1970.

2.Чванов В. А., Толкачев А. И., Клушин Г. М. «Система управления тиристорного преобразователя частоты с явновыраженным звеном постоянного тока. Электротехника N° 3, 1968, «Энергия.

35

К

37