Многофазный инвертор Советский патент 1945 года по МПК H02M7/48 H02M1/12 

Для улучшения коэфициента мощности инверторов (ионных преобразователей постоянного тока в переменный) были предложены схемы, базирующиеся на введении в инверторную схему конденсаторов с целью получения искусственной коммутации тока. Последним вариантом такой схемы является схема, предложенная Марксом (фиг. 1 чертежа), представляющая собою развитие схем, ранее предложенных Бабатом и Кацманом . Однако схема Маркса непосредственно пригодна только для простых параллельных схем, где. в каждую часть периода работает один анод (или, что то же, одна вторичная обмотка трансформатора). Это ограничивает значимость схемы Маркса для щестифазных схем инвертирования тока (единственно применяемых в мощных установках) не тюлько потому, что срег ли них находят себе применение, главным образом, схемы с одновременной работой двух вторичных обмоток трансформатора, соединённых или параллельно .(схема с уравнительной катушкой), или последовательно- (схема Гретца), но и по 1ETZ, 1938 г., том 59, тетрадь 14, стр. 538 2Электричество, 1937 г., J6 4, стр. 8. ому, что в простой параллельной естифазной схеме длительность аботы анода мала (несколько ольше 60 электрических градусов). то не даёт эффективного испольования схемы в силу того, что за.етную часть интервала от нормальной длительности горения анода ток пров1одит не анод, а конденсатор. Для наиболее же распространён;ных вышеназванных схем инвертирования тока схема Маркса непосредственно, как указывалось, не может быть применена. Для инверторвых установок со схемой Гретца, согласно настоящему изобретению, предлагается, с целью повышения коэфициента мощнюсти, включить конденсаторную батарею между нулевой точкой обмотки трансформатора и средней, точкой цепи, составленной из двух последовательно включённых вентилей и приключённой к зажимам цепи постоянного тока. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором фиг. 1 изображает схему инвертора, предложенную Марксом, фиг. 2 - предлагаемую схему инвертора, а фиг. 3 - диаграммы токов и напряжеНИИ, иллюстрирующие работу схемы.

Конденсаторная батарея С включена между нулевой точкой вторичной обмотки трансформатора, питающего рабочие вентили 1-6, и средней точкой вспомогательных вентилей I и И, включённых на выирямленное н апряжение.

Преимуществом предлагаемой схемы, по сравнению со схемой, предложенной Марксом (фиг. 1), заключается, помимо указанного выше, также в том, .что мощность конденсаторов, б;1агодаря специальному их включению-при помощи добавочных вентилей, получается в два раза меньшей, чем в схеме, предложенной Марксом.

Действительно, при схеме Гретца один и тот же конденсатор работает на две последовательно внлючённые группы, в связи с чем его напряжение получается в два раза меньще, чем в схеме, предложенной Марксом.

Открывая В момент ti разрядный вентиль И, мы даём возможность конденсатору С, заряженному к моменту ti в направлении проводимости вентиля II, разрядиться через рабочий вентиль 3 и фазу b вторичной обмотки трансформатора. Ток третьего анода 1аз в течение известного периода (периода коммутации), измеряемого интервалом времени от t до to, спадает до нуля, и далее инвертируемый ток от поло|жительного полюса источника проходит через рабочий вентиль 4, фазу а, конденсатор С к отрицательному полюсу источника тока. Прохождение тока через конденсатор С вызывает вначале полный разряд конденсатора, когда напряжение конденсатора падает до нуля, а затем конденсатор начинает заряжаться в обратном направлении и напряжение на нём изменяет свой знак, делаясь отрицательным. Когда напряжение на конденсаторе С делается более отрицательным, чем напряжение на очерёдной фазе с (момент t4 на диаграмме), ток начинает проходить через вентиль 5 и фазу с. В течение некоторого интервала бремени от 1з да t.( фаза

с и конденсатор С работают вместе (второй период коммутации), а затем разрядный вентиль отключается (момент ti на диаграмме) и в работе остаются вентили 4 и 5, нагружая током фазы b и с. Таким образом, за интервал времени от ti до t4, .определяющий собой полную длительность АС разрядного тока конденсатора, ток от одного рабочего вентиля (третьего) переходит к другому (пятому).

В процессе коммутации тока с третьего анода на пятый конденсатор, перезаряжаясь, получает ту полярность, которая необходима для следующего периода коммутации, когда ток переходит от четвёртого рабо.чего вентиля к щестому.

Этот период коммутации начинает ся с МО-мента открытия вентиля I и протекает во всём аналогично ранее рассмотренному периоду коммутации тока. Таким образо1М мы получаем здесь в самом простейщем виде двухтактную схему. Токи и напряжения на конденсаторе дают диаграммы ic и Uc на фиг. 3. Токи через рабочие вентили и ток вторичной обмотки (более жирно очерченная кривая) дают нижние диаграммы на фиг. 3.

Ток в первичной обмотке при соединении её в треугольник повторяет ток во. вторичной обмотке. Этот TQK, как и ток во вторичной обмотке трансформатора, оказывается, в результате применённой искусственной коммутации, сдвинутым в сторону отставания по отношению к э д. с., индуктируемой в обмотке трансформатора инвертора, что состветствует сдвшу в сторону опережения к напряжению сети. В результате, в предла|гаемой схеме, «ак и показала подробное экспериментальное исследование её, удаётся получить опережаюш.ие сдвиги по фазе, доходящие до значения 0,8. При этом мощность конденсаторов «е превышает 3- 5% от уста1новленной мощности инвертора. Число вспомогательных вентилей в предлагаемой схеме минимально.

Такие показатели являются исключительно благоприятными для

работы инвертора и ликвидируют тот основной недостаток, который ограничивал применение инвертора тока, а именно - плохой коэфициент мощности.

Предмет изо бретения

Многофазный инвертор, выполненный по схеме Гретца, о т л и ч а-VIWNAAA,

- -ЛЛЛЛЛЛА

ю щ и и с я тем, что, с целью повышения коэфициенТа мощности, конденсаторная батарея включена между нулевой точкой обмотки трансформатора и средней точкой цепи, состоящей из двух последовательно включённых вентилей и приключённой к зажимам цепи постоянного тока.

Фиг. 1

Фиг. 2