Трехфазный последовательный инвертор Советский патент 1979 года по МПК H02M7/515 

коэффициент «раскачки коммутирующего контура, т. е. возрастают величины напряжений на его элементах, а при увеличении эквивалентного сопротивления нагрузки, снижается время, предоставляемое для восстановления управляемости тиристоров и теряется устойчивость работы инвертора.

Предлагаемый инвертор отличается от известного тем, что упомянутые индуктивности включены по две последовательно между точками объединения катодов oднoимe ных по фазности тиристоров анодной группы и точками объединения анодов соответствующих тиристоров катодной группы мостов и своими точками соединения образуют выходные выводы инвертора, каждая коммутирующая индуктивность защунтирована встречно-последовательновключенными

вспомогательными тиристорами, причем точки соединения анодов вспомогательных тиристоров, включенных между выходными выводами инвертора и катодами тиристоров анодных групп мостов связаны через одну пару коммутирующих тиристоров в непроводящем -направлении с катодами тиристоров катодных групп мостов, а точки соединения катодов вспомогательных тиристоров, включенных между выходными выводами инвертора и анодами тиристоров катодных групп .мостов связаны через вторую пару коммутирующих тиристоров в проводящем направлении с анодами тиристоров анодных групп мостов. Это позволяет расщирить нагрузочный диапазон и повысить надежность работы инвертора. На чертеже обозначено: источники питания 1, 2; фильтровые дроссели 3, 4; фильтровые конденсаторы 5, 6; коммутирующие тиристоры 7-10; тиристоры трехфазных мостов 11-22; вспомогательные тиристоры для сброса излищней энергии с коммутирующих контуров и нагрузки 23-34; коммутирующие конденсаторы 35-36; коммутирующие дроссели 37--42; шунтируюпию конденсаторы 43-45; нагрузка. Схема работает следующим образом. Коммутирующие контуры настраиваются на частоту, равную несущей, которая существенно (в 10-20 раз) выше выходной частоты. При отпирании тиристоров 7, 17, 20, 9 импульс высокочастотного тока протекает по контуру: 5-7-35-17-37-Zo.- Zj-40-20-36-9-6-5. В момент перезаряда коммутирующих конденсаторов до напряжения питания включаются вентили 23, 30, ток через тиристоры 7, 17, 20, 8 прекращается и под действием напряжения на коммутирующих индуктивностях 37, 40 протекает ток сброса избыточной реактивной энергии по контуру: 37-Za-Zg-30- 30-5-6-23-37. Во втором такте несущей частоты включают тиристоры 8, 11, 14, 10 и ток протекает по контуру: 5-8-35- 11-37-Za-Zg-40-14-36-10-6-5.

Так же как и в первом такте в момент перезаряда коммутирующих конденсаторов 35, 36 до напряжения питания включают тиристоры 23, 30, ток через вентили 8, 11, 14, 10 прекращается и под действием напряжения на коммутирующих индуктивностях 37, 40 протекает ток сброса избыточной реактивной энергии по контуру: 37-ZQ.- Zg-40-30- 5-6-23-37.

Из описания работы очевидно, что даже при нагрузке, близкой к короткому замыканию, максимальное напряжение на конденсаторах не превышает напряжения питания. Такое ограничение «раскачки колебательных контуров достигается за счет сброса избыточной реактивной энергии с коммутирующих индуктивностей в источник и нагрузку, причем ток сброса по нагрузке протекает в ту же сторону, что и ток основных тиристоров, а это снижает уровень гармонических составляющих в выходном токе. Тиристоры 23, 26, 30, 31 и 34 могут быть подсоединены не только к крайним выводам коммутирующих индуктивностей 37-42, но и к их промежуточным выводам. При возрастании эквивалентного сопротивления нагрузки в последовательном инверторе возрастает степень демпфирования ком.мутирующих контуров и при напряжениях на нагрузке выше напряжения питания резко снижается время, предоставляемое для восстановления управляемости тиристоров, следовательно, теряется устойчивость работы инвертора. В схеме обеспечивается устойчивость работы инвертора на высоких эквивалентных сопротивлениях путем сброса избыточной энергии в источник и создания коммутационных путей тока помимо нагрузки. Так, например, при включении тиристоров 7, 17, 20, 9 ток протекает вначале по к онтуру 5-7- 35-17-37-Z(x-Z е-40-20-36-9-6-5, а затем при возрастании напряжения на нагрузке до величины питающего по контурам: 25-5-6-28-Zj-Za контур сброса -- .избыточной энергии в нагрузке: 35-17- 37-25-7-35 и 36-9-28-40-20-36 - дополнительные контуры, обеспечивающие коммутацию тиристоров инвертора. Остальные фазы трехфазных мостов работают аналогично. Для улучшения условий коммутации тиристоров в переходных режимах и при пуске инвертора возможна установка конденсаторов 43, 44, 45. Схема позволяет работать с нулевой точкой нагрузки. Таким образом, предлагаемая схема позволяет:а)из.менять выходное напряжение путем изменения несущей частоты,т. е. скважности импульсов высокочастотного тока; б)изменять выходную частоту путем изменения длительности работы вентилей, принадлежащих одной фазе; в)получить оптимальную форму выходного тока путем осуществления частотноимпульсной модуляции; г)обеспечить надежную работу инвертора при широком диапазоне изменения эквивалентного сопротивления нагрузки. Формула изобретения Трехфазный последовательный инвертор, содержащий коммутирующие индуктивности и два трехфазных тиристорных моста, одноименные по фазности выводы переменного тока которых связаны между собой, между точками объединения анодов анодных групп и точками объединения катодов катодных групп тиристорных мостов включены соответственно конденсаторы, обкладки каждого из которых подсоединены через коммутирующие тиристоры к соответствующему выводу подключения инвертора к цепи питания, отличающийся тем, что, с целью расщирения нагрузочного диапазона и повыщения надежности работы, упомянутые коммутирующие индуктивности включены по две последовательно между точками объединения катодов одноименных по-фазности тиристоров анодной группы и точками объединения анодов соответствующих тиристоров катодной группы мостов и своими точками соединения образуют выходные выводы инвертора, каждая коммутирующая индуктивность защунтирована встречно-последовательно включенными вспомогательными тиристорами, причем точки соединения анодов вспомогательных тиристоров, включенных между выходными выводами инвертора и катодами тиристоров анодных групп мостов связаны через одну пару коммутирующих тиристоров в непроводящем направлении с катодами тиристоров катодных групп мостов, а точки соединения катодов вспомогательных тиристоров, включенных между выходными выводами инвертора и анодами тиристоров катодных групп мостов связаны через вторую пару коммутирующих тиристоров в проводящем направлении с анодами тиристоров анодных групп мостов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Лабунцов В. А. и др. Автономные тиристорные инверторы, М., «Энергия, 1967, с. 37, рис. 19. 2.Авторское свидетельство, СССР № 329641, кл. Н 02 М 7/515, 1970.