Автономный инвертор напряжения Советский патент 1980 года по МПК H02M7/515 H02P13/16 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в преобразователях постоянного напряжения в переменное и преобразователях частоты. Известный автономный инвертор напряженин (АЙН), содержащий силовые и Kcaviмутирующие тиристоры, а также коммутирующие конденсаторы и дроссели (jLJ , При работе такого инвертора за счет проявления эффекта последовательного накопления энергии в коммутирующем контуре напряжения на коммутирующем кондейсаторе можег в 2-3 раза превышать напряжение питания, что приводит к забышению установленной мощности коммутирующих элементов. Известны также АЙН, в которых для ограничения напряжения на ком1у тируюЩИ.Х конденсаторах используются цепи отвода избыточной энергии в источник питания И . Однако конструкция коммутирующих дросселей при этом усложняется. Наиболее близким по технической суц ности к данному изобретению является АЙН, содержащий силовые и коммутирующие тиристоры, коммутирующие конденсаторы и дроссели, а также систему управления тиристорами, В таком инверторе ограничение напряжения на коммутирующих конденсаторах осуществляется за счет соответствующего выбора (увеличения) длительности пауз между моментами отпирания коммутирующего и очередного силового тиристоров З . Однако, напряжение на коммутирующем конденсаторе, а следовательно и коммутационная способность АЙН существенно зависит от тока нагрузки. Поэтому, в ряде случаев напряжение на коммутирующем конденсаторе может оказаться недостаточным для коммутации. Это снижает функциональность инвертора. Уменьшение. же длительности паузы приводит к увеличению напряжения на коммутирующи.х конденсаторах. ;-;;2 74873 :/: . 4 Цель изобретения - уменьшение напря-геры 35,36 с разделительными входами, ВДВия на комЕмутируюжах элементах, и по-,усилители 37, 38. вышение функциональной надежности,АЙН работает следующим образом. Поставленная цель достигается тем,Для запирания, например тиристора 8, что в автономном инвертрре напряжения, необходимо отпереть тиристор 17. При содержащем однофааньй мост силовых ти-этом, происходит колебательный процесс ристоров, зашунтированнык обратными ди-перезаряда коммутирующего конденсатора одами, две цепочки, образованные, каждая,21. После запирания тиристора 8, может двуШкоммутирующими тиристорами, сое- ..быть подан отпирающий импульс на управШкенныМи последовательно, и 10ляющйй переход тиристора Ю. В первом в диагональ постоянного тока упомянутого .периоде работы АЙН этот импульс посту- Йб1бтЖ, Два последовательных коммутирую-пает на тиристор 10 с относительно мащих 1, С-койтура, включенных между фаз-лой задержкой, когда ток коммутируюНыМи точками цепочйс коммутирутощи-Х тири-щего контура еще превышает максимальCTdpOB и соответствующими выводами пере- 15ный ток нагрузки. Во втором пфиоде менного тока, моста силовых тиристоров, азадержка увеличена настолько, что отпитакже задающий генератор {граспрёдепйтёльрание тиристора 10 происходит лишь поимпульсов с двумя выходами, причем каждыйеле запирания тиристора 17. Таким обрайё его выходов связан с управляющимизом, обвспе;д ивается слабая зависимость пёрёходами соответствуюшк.х комму-2рнапряжения ifia коммутирующем конденсатирующих тиристоров через формирователиторе от тока нагрузки и егоограничение. ПТсЕЛйтёл и, импульсов, ас управляющи-При работе инвертора сигнал задаю-ЙИ переходами силовых тиристоров - черезщего генератора 1 поступает на двухка- канал управления, включающий в себянальный распределитель 2. Вьрсодные сигузел задержки и усилитель импульсов,25налы распределителя (фиг. 2 а,б) через каждый канал управления снабжендополни-формирователи 3,4 и усилители 5,6 (фиг. Тельными триггером и счетным входом,2) поступают Ш управчяющие переходы узлом задержки, логическими узлами-НЕкоммутирующих тиристоров 19,20 и 16,18. и И, а также триггером с раздельными .. В5сбдами,11ричем в каждом канапе управ- JQ Сигналы управления силовымк тирис- . ления вход счетного триггера соединен сто|эами формируются в каналах управления, соответствующими выходами распредели-образованных узлами 25-38, причем на Тёпя, выход - через узел задержки и ло-одном периоде работы длительность ингический уЗел НЕ с одним из входбв йо-тервала паузы определяется узлами заГйческогб узла И, второй вход которого 35 Держки 27,28, а на другом - 31,32. подключен к выходу основного узла за-Происходит это следующим образом. ; держжи этого же ктапа, а выход - к од- .Сигнал с выхода распределителя пОстуному из входов триггера с раздель-нымипает на вход узла задержки 27, 28 к одвходами, второй вход которого, в сбоюноврёменно переключает по счетному вхоочереДь, подключен к тому же входу рас- ДУ ч риггер 29 (30). пределителя, а выход - ко входу усилителя. .Выходной сигнал триггера 29(30) импульсов управления силовымитнрйсто-(фиг. 2 в,г) Поступает на вход узла зарами. .держки 31(32). На выходе узла задфжки , .27 (28) сигнал появляется Один раз за На фиг. 1 приведена структурная схе- ., период (фиг. 2 и,к), а на выходе узла ма АЙН; на-фш. 2- йращейиё Диаграммызадержки 31(32) - один раз за два пе, поясняющей работу ЛИН;риода (фиг. 2 д,е). Сигналы узлов 27(28) .-,:.-. непосредственно, а узлов 31(32) -через Схема содёржвЕТ задающий генератор 1,Логические узлы 33(34),-реалшзующйе распределитель 2, рмирователи 3,4, усй-функцию НЕ (фиг. 2 ж,з) поступают на лителй 5,6, силовая частьинвертора 7,.входы логического узла 25(26), реаййЗусйловые генераторы 8-11, обратные дйо-к)щего функцию И. Выходной сигнал угла ды 12-15, нагрузку 16, коммутирующие25(26) (фиг. 2л,м) переключает в еДИтйристсры 17-2О, коммутирующие сяИ(ен-вичноё состояние триггер 35(36). Вовсаторы 21,22, ксаяяутирующйе дросселиврет этого триггера в исходное состояние 23, 24, логичесжиёузлы 25, 26, основ-происходит по сигналу распределителя 2 ные узлы 25,2б задержки,триггеры 29,(фиг. 2 н,о). Сформированный триггером 30 со счетным входом, узлы 31,32 за-сигнал через усилитель поступает на упп держки, логические узлы 33,34 НЕ, тркг -равляющие переходы тиристоров 9 и 10 (8,11). Переключение тиристоров обеспечивает получение выходного напряжения (фнг.2с). Таким образом, использованке дрпопл. нительных узлов в канале формирования управляющих сигналов для силовых тиристоров АЙН позволяет получ11ть изменяющу ся через период длительность паузы межд моментами отпирания силовых и коммутирующих тиристоров. При ЭТОМ: удается обе спечить, с одной стороны, малую зависи мость коммутационной способности АИНо тока нагрузки, и с другой стороны, огра- ничение напряжения на элементах коммутации. . .Формула и зоб ре те н и я Автономный инвертор напряжения, содержащий однофазный мост силовых тнристорбв, зашунтированных обратньпли диодами, две цепочки, образованные каждая двумя коммутирующими тиристорами со-; единенньп 1И последовательно, и включен1ные в диагональ постоянного Tpsa, упомянутого моста, два последовательно коммутирующих I С-контура, включенньгх между средними Точками цепочек комму тирующих тиристоров и соответствующими выводами переменного тока, а также задающий генератор, распределитель импульсов сдвумя выходами причем каждый из еГо выходов связан с управляющими переходами соответствующих коммутирующик тиристоров через формирователи и усилители импульсов, и с управляющими переходами силовых тиристоров - через канал управления, включающий в себя узел задержки и усилитель импульсов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения напряжения на коммутирующих элементах и повышения функциональной надежности,Каждый канал управления снабжен дополнительными триггером со счет:ным входом, углом задержки, лагическими узлами НЕ и И, а также триггером с ,разделительными входами, причем в кажДом вход счетного триггера соеди;Яен с соответствующим выходом распре- делителя, выход - через узел задержки и лр гический узел НЕ с одним из входов триггера с разделительными входами, второй вход которого, в свою очередь подкл:ючен к тому же выходу распределителя, а выход - ко входу усилителя импульсов управления силовыми тиристорами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Глазенко Т. А., Гончаренко Р. Б. Пояугфоводниковыё преобразователи частоты в электроприводах, Л., Энергия, 19в9, с. 124, рис. 59а. 2.Авторское свидетельство СССР Мг 550746, кл. Н О2 М 7/515, 15.02.74. 3.Сандпер А. С., ГУсяцкий Ю. М. Электроприводы с полупроводниковым управлением. Тиристорные инверторы с шиpioTHO-ампульсной модуляцией для управления асинхронными диагоналями. М., Энергия , 1968, с. 73, рис. 7.

ФЫ,5./

748739