Преобразователь энергии постоянного тока на входе в энергию переменного тока на выходе Советский патент 1978 года по МПК H02P13/18 

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частнсюти к преобразователям энергии постоянного тока в энергию переменного тока, выполненным на огнове мостового инвертора.

Известны преобразователи энергии постбянного тока в энергию переменного тока, используемые как правило для питания электродвигателей ij.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является трехфасзный инвертор, содержащий тиристорный мост, общее коммутирующее звено, состоящее из двух плеч коммутирующих тиристоров, коммутирующего конденсатора и дросселя, и систему управления со звеном блокировки и разблокировки управляющих импульсов 2. Однако для экстремальных режиМОЕ работы такого гфеобразователя энергия, накопленная в коммутирующем конденсаторе, оказывается недостаточной для коммутации тока нагрузки, что приводит к отказам и сбоям в его работе.

Целью изобретения является повышение надежности в работе инвертора за счет обеспечения коммутации тока нагрузки во всем диапазоне его изменения. Это дост гается тем, что в предлагаемый гфеобразователь введен индикатор напряжения, вход которого подключен параллельно кок мутирующему конденсатору, а его выход связан со звеном блокировки и разблокировки управл$пощих импульсов.

Параллельно первому плечу тиристоров общего коммутирующего звена, может быть подключен второй индикатор напряжения, выход которого соединен с ут1рааляющи ;(И переходами тиристоров второго плеча кок мутирующего звена.

Такое выполнение преобразователя позволяет обеспечить достаточное напряжение на коммутирующем конденсаторе и исключить возможность одновременного включения тиристорных плеч коммутирующего звена. Hn фиг. 1 дана схема ог1исываек1ого )асювятсля па фиг, 2 - диаграммы, поясиякиние прнииин его работы. Трохф{131шя обмотка двигателя 1 питается от источника постоянного напряжения (кломмы 2 и 3) че}.1ез трехфааиый мостовой инвертор 4. Инвертор состоит из шести тиристорных плеч 5-10. К инвертору подсоединен сглаживающий дроссель 11. Параллельно мостовому инвертору подключено звено коммутации его плеч которое включает в себя тиристорные плечи 12 и 13 с блоками 14 н 15 их включения, коммутирующий конденсатор 16, дроссели 17 и 18, {разделительные диоды 1&-21 и индикаторы 22 н 23 напряжения, подключенные параллельно коммут руюшему конденсатору и плечу 12 тиристоров, соответственно, а также дополнительный источник 24 питания. С ротором синхронного двигателя меха нически соединены тахогенератор 25 и да чик 26 положения ротора. Датчик связан через усилитель 27 и логический блок 28 с распределителем-формирователем 29, уп равляющим тиристорами 5-1О мостового HHBefyrofva. Логический блок 28 связан чо рез звено ЗО блокировки и разблокировки управляющих импульоов с блоком 14 .1влеиия тиристорным плечом 12 коммутации и с распределителем-формирователе 29, последний из которых свя&ан с индикатором 22 напряжения. Преобразователь работает следующим об}1азом. Коммутация тиристорных плеч 5-10 мостового инвертора 4 на обмотке стато ра двигателя формирует трехфазное входное напряжение, вызывая его вращение, при этом выключение тиристоров происходит при помощи мащинной коммутации. Для рабочих скоростей вращения, ших to , номинального значения машинного напряжения недостаточно. В этом случае коммутацию тиристоров инвертора осуществляет обшее коммутирующее звено :;; Временная диаграмма его работы пред ставлена на фиг. 2, где tft - угловая частота; Zg е о пульсы отпирания соответствующихнлеч мостового инвертора; i - ток в фаоовой обмот ке двигателя; Uc - напряжение на конден саторе 3. напряжение на тиристорном плече 12; ток в дросселе 11; 2Г , ,j - импульсы отпирания тиристоров коммутирующего звена. Для paccмoтpeнkя процесса коммутации пусть проводят плени 5 и 6 и ток двигателя коммутируется с вентиля 5 а вентилю 6, и конденсатор 16 заряжен полярностью, указанной на фиг. 1, В момент коммутации i отпирающие сигна; ы Z, и Z соответственно вентиль 6 и тиристор 10 через блок 14. После включения тиристора 1О коммутирующий конденсатор 16 разряжается и выключает тиристоры 5-10. Ток двигателя в момент ci-2 ста)овится равным нулю. Конденсатор продолжает пе|:)езаряжлться ц в момент cL напряжение па нем достигает напряжения разблокировки на индикаторе 22, который разблокирует распределитель 29. Послед гий при этом включает тиристоры плеч 6 и 1О. Ток в двигателе опять начинает нарастать с момента cL . Процесс коммутации ггри этом заканчивает ся. Чтобы обеспечить исходную полярность на конденсаторе, в момент сС через ин- дикатор 23 напряжения включают тиристор 13. Задержание CJi-g разблокировки импульсов инвертора относительно точки оС способствует как раз тому, что конечные напряжения на коммутирующем конденсаторе 16 становятся выще, чем напряжение после процесса коммутации. 2-1 С d где 1 дд - индуктивность рассеивания дви1 ателя, участвующая в процессе KOMMJ. тации. Напряжение переключенная индикатора 22 ( и ) выбирают таким, что, с одной 1 стороны, показываются потери перезаряда, а с другой стороны, получают начальное напряжение U , при помощи которого можно коммутировать существенно больщий ток, чемвпериодпредыдущей коммутации. Вспомогательный источник 24 напряжения выполняется маломощным, так как через него должен следовать только первоначальный заряд коммутирующего конденсатора. Вспомогательный источник Hanpjtжения нужен только для покрытия утечки конденсатора и мощ)1ости звена 30. Предлагаемый преобразователь с общим коммутирующим контуром пригоден не только для вентильного двигателя, но и для питания любой мащины, например асинхронной. формула изобретения 1. Преобразователь энергии постоянного тока на входе а энергию переменного тока на выходе, содержащий мостовой инвертор с общям коммутирующим звеном, состоящим из коммутирующего кондеж::атс -

pa, дросселя и двух тиристорных плеч, и систему управления со звеном блокировки и разблокировки управл5пощих импульсов, отличаю щи йся тем, что, с повышения надежности коммутации, он снабжет индикатором напряжения, вход которого подключен параллельно коммут№рующему конденсатору, а его выход связан со isBeHOM блокировки и разбпокнро ки управл5ио1цих импульсов.

2. Преобразователь по п. 1,. о т л и чающийся тем, что параллельно

1с/

П

первому тиристорному плечу включен второй индикатор напряжения, выход которгьго связан с управляй щими переходами тиристоров второго плеча.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент ФРГ № 2035995, кл. 21 of 39/00,21.07.70.

2.Ситник И. X и др. Автономные и(верторы с конденсаторами, отпол(нмми от нагрузки. М., Энергия, 1968, с. 27.