Автономный инвертор Советский патент 1977 года по МПК H02M7/515 

1

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и может быть использовано для питания от источника постоянного тока активно-индуктивной нагрузки, в частности электродвигателя неременпого тока.

Известны автономные инверторы, содержащие тиристоры с узлами искусственной коммутации с частотой переключения на порядок выше выходной частоты. Недостатком таких инверторов является наличие в выходном токе высших гармоник значительной амплитуды.

Известен также автономный инвертор, содержащий подключенные последовательно к входным выводам однофазный мост lia тиристорах с конденсатором в диагонали и мостовой тиристорный реверсор с включенной в диагональ нагрузкой, щунтироваипый буферным вентилем, а также узел управления тиристорами, включающий в себя раснределнтель и формирователи импульсов. Недостатком этого инвертора является также повыщеиное содержание высших гармоник з выходном токе.

Целью изобретения является улучшение гармонического состава выходиого тока. Это достигается тем, что предлагаемый инвертор снабжен включеннымн в узел упраилеппя тиристорами задающим генератором синусоидального наиряження н блоком сравнення, входы которого связаны соотпетствеппо с выходом инвертора и задаюп им генератором, а выход - с распределителем импульсов.

На фиг. 1 дана ириициннальная схема описываемого инвертора; на фиг. 2 - временные

диаграммы токов и иапряженпй элементов пнпертора.

Инвертор содерж 1т однофазный мост на тиристорах 1-4 с конденсатором 5 в диагонали, мостовой тиристорный реверсор, выполнепный на тнристорах 6-9, с включенными в диагональ активно-индуктивной нагрузкой 10 и датчиком И тока для управления тиристорами. Мостовой тирнсторный реверсор щунтпрован буферным вентилем 12.

Один выход задающего генератора 13 синусоидального напряжеР1ия связан с входом блока 14 сравнення, другой вход которого соединен с датчиком 11 тока. Другой выход задающего генератора 13 соединен с блоком 15 задержкн импульсов, выход 1 оторого подключен к распределнтелю 16 импульсов, связанному с формирователями 17 п 18 импульсов. Выход блока 14 сравнения соединен с распределнтелем 19 имнульсоз, связанным с формпрователямн 20 н 21 импульсов.

Инвертор работает следующпм образом. Иредположнм, что в момент времени /i при прохождении через ну.чь задающей синусоиды включаются тиристоры 1, 4, 6 п 9. При этом

конденсатор 5, предварительно заряжепиый

3

с JIO.:iilpIIOClbK), указанно а (|) 1,

Перезаряжается током нагрузк цеан;

« + ИСТОЧГ1ИКа 1ИТаН Я - i -

чО аденсатор 5 тиристор 4 - на рузка 10 -

датчик 11 - 9 -- «- - 1СТ04 1 1 а.

в време 1и /2, когда а конденсаторе 5 ста овится равным входиомз напряжению Е, включается буферный вентиль 12 и вы люча1отся тиристоры 1 и 4. При этом ток нагрузки 10 спадает, замыкаясь по цепи: пагрузка 10 - датчик 11 - тиристор 9 - вентиль 12 - тиристор 6 - нагрузка 10.

В момент времени /з, когда папряжение датчика И тока совпадает с наиряжением зада О1цего генератора 13, с блока 14 сравне ия подается распредел тель 19 нм 1ульсов, а от iero на форм рова1сль 21 им1 ульсов. При этом включа отся т 1ристоры 2 и 3 и конденсатор 5 ерезаряжается током нагрузк 10 но , « + источника тиристор 2 - -- конденсатор 5 - тиристор 3 - - тиристор 6 - нагрузка 10 - датч1 К 11 - тиристор 9 - «- источника.

В момент времени t, когда напряжение на конденсаторе 5 становится равным входному напряжению Е, включается буферный вентиль 12 и выключаются тиристоры 2 и 3. При этом ток нагрузки 10 спадает, замыкаясь по ценп: нагрузка 10 - датчик 11 - тиристор 9 - вентиль 12 - тиристор 6 - нагрузка 10.

Далее процессы повторяются в течение полуиериода задающей синусоиды.

В следующий полупериод задающей синусоиды генератор работает аналогично, однако при этом включаются тиристоры 7 и 8 мостового реверсора, вследствие чего направление тока нагрузки 10 изменяется.

Для того чтобы запереть тиристоры 6 и 9 (7 и 8) мостового реверсора, в копце полуиериода задающей синусоиды вводится задержка времени t, когда к тиристорам не прикладывается прямое напряжение. В худшем случае переключение тиристоров 1-4 однофазного моста ироизойдет в момент перехода задающей синусоиды через 1уль. При этом минимальная задержка /пмнп должна быть

мин Р

где /пер - время перезаряда конденсатора 5; сп - время спадания тока нагрузкп 10 до нуля;

/II - - 1 |Кмя шсстаиовлен1 я аа рающей сносибности тиристоров реверсора, определяемое при отсутствни обратного (.

Лм литуда тока /mi нагрузки 10 в интервале нервого цикла коммутации определяется по формуле

/ - 2g - ,«

1/

где Е - входное напряжение;

L-индуктивность нагрузки 10; С - емкость конденсатора 5.

Соответствуюнцш выбором параметров L и С можно обеспечить требуемый гармонический состав выходного тока.

В случае питания 1агрузки через трансформатор выгодно выполнять его со средней точкой. При этом можно применять реверсор из двух тиристоров. Аналогичная схема получается в случае симметричной активно-индуктивной нагрузки со средней точкой.

Из трех аналогичных устройств можно получить трехфазную систему при использовании задающих генераторов, напряжения которых образуют трехфазную систему напряжений.

Формула изобретения

Автономный инвертор, содержащий подключенные последовательно к входным выводам однофазный мост на тиристорах с конденсатором в диагонали и мостовой тиристорный реверсор, в диагональ которого включают нагрузку, щунтированный буферным вентилем, а также ззел управления тиристорами, включающий в себя распределитель и формирователи импульсов, отличающийся тем, что, с целью улучшения гармонического состава выходного тока, он снабжен включенными в узел управления тиристорами задающим генератором синусоидального напряжения и блоком сравнения, входы которого связаны соответственно с выходом инвертора и задающим генератором, а выход - с распределителем имГУЛЬСОВ.

/J

-о

7S

1

tt TT Tt n

ЯР

rt TT

tt tt

ч