Способ запирания вентилей инвертора Советский патент 1980 года по МПК H02P13/18 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в статических преобразовательных устройствах со звеном постоянного тока, преобразующими электрическую энергию постоянного или переменного тока. Известны инверторы, ведомые сетью, в которых запирание вентилей производит ся за счет ЭДС нагрузки, например, синхронного двигателя iQ. В этих инверторах коммутацию вентилей произвооят оа- ноступенчато, путем периодического закорачивания смежных фаз нагрузки по цепи основных вентилей инвертора. При этом фаза тока на выходе инвертора должна быть опережающей. Пульсапии тока нагруз ки ограничиваются дросселем в звене постоянного тока. К недостаткам этого способа запирания вентилей относятся значительные ком мутационные искажения кривой выходного напряжения, которые тем больше, чем больше ток нагрузки и ее коммутационный реактанс, относительно низкое использование вентилей преобразователя и синхронного двттгателя, низкое быстродействие. Известен также способ запирания вентилей инвертора без применения конденсаторов F2J, состоящий в том, что подают отпирающие импульсы на основные вентили каждой полуволны каждой фазы, а затем подают отпфающие импульсы данной полуволны данной фазы. Этот спосюб является наиболее близким по технической сущности к данному способу. К недостаткам этого способа относится искажение напряжения сети и нагрузки и возможность регулирования частоты только дискретно. Кроме того, способ применимтолько при нагрузке с отстающим ccsV. Цепью изобретения является уменьшение искажения напряжения нагрузки. Это аостигается тем, что в известном способе подают вначале отттирающие импульсы на коммутирующие вентили кажаой полуволны каждой фазы, а затем подают отпирающие импульсы на основные венти-

и данной попувопны данной фазы, причем анирание вентилей произвооят с помощью ДС нагрузки.

На фиг. 1 приведена одна из возможых схем инвертора, реализующая данный ятособ запирания вентилей; на фиг. 2 отенциальные диах эаммы и кривые токов напряжения.

1-6 - основные вентили инвертора, 7- мостовой выпрямитель, 8 - питающий трансформатор, 9, 10 - групповые коммутирующие вентили, 11-16 - индивидуальные коммутирующие вентили, 17 19потенпиальные диаграммы внешних выводов инвертора, построенные относительно средней точки вторичной обмоттси траноформатора, 20-22 - кривыетока нагрузки, 23 - кривая ЭДС фазы А, 24 и 25 кривые линейного напряжения.

Кривые тока и ЭДС построены для случая питания двигателя с синхронным реактансом, равным 0,7, активным сопротивлением, равным нулю и утлом опережения тока, равном ,

Пусть в системе установился стационарный периодический процесс и в момент проводит вентили 1, 2, 3, В это время мгновенная величина ЭДС двигателя превышает напряжение на входе инвертора и ток фазы спадает. К моменту t ток I д становится равным нулю и вентиль 1 начинает восстанавливать свои вентильные свойства за счет обратного напряжения и -5 Ед гдеОо}- напряже ние звена постоянного тока. Если к это.му моменту подать отпирающий импульс на вентили 13 и 14, то они откроются, так как по отношению к ним это же напряжение будет прямым. Ток в фазе А изменит направление и будет протекать по цепи коммутирующих вентилей к фазе В нагрузки А-14-13-В. Ток вентипя 3 уменьшится на величггау токаi . В момент 1„ подается .отпирающий импульс на вентиль 10 и вентиль 13 запирается обратным напряжением, равным UdJ/2- Токг . теперь протекает по цепи 14-10. В момент t . подается отпирающий импульс на вентиль 4. В ентилн 14 и 10 запираются этим же напряжением UcS/2. С этого момента в

инверторе ток проводят вентили 2, 3, 4. К моменту t, когда ток фазы Сi спадет до нуля, подаются отпирающие импульсы на вентили 14 и 15 и они проводят ток с момента, когда ток предыдущей полуволны тока спадает до нуля. Ток i меняет направление и гфотекает по цепи С-14-15-А. Вентиль 4 разгружается на величину тока . Дальнейшая работа вентилей преобразователя происходит аналогично.

При запирании вентилей 1-6, 9, 10 напряжение инвертора меняется скачком, как показано на фиг. 2. форма кривой напряжения практически не зависит от величины тока нагрузки (зависит только в той мере, в какой меняется падение напряжения в питающей сети). Коммутирующие вентили разгружают по току основные вентили 1-6. Стабильная форма кривой напряжения обеспечивает более высокое использование двигателя. В отличие от известного устройства частота инверьтора может регулироваться сколь угодно плавно и превосходить частоту питающей сети.

формула изобретения

Способ запирания вентилей инвертора с двухступенчатой коммутацией, состоящий в том, что полают отпирающие импулсы на основные вентили каждой полуволны каждо фазы, а затем подают отпирающие импульсы данной полуволны данной фазы, отличающийся тем, что, с целью уменьшения искажения напряжения нагрузки, подают вначале отпирающие импульсы на коммутирующие вентили каждой полуволны каждой фазы, а затем подают отпирающие импульсы на основные вентили данной полуволны данной фазы, причем запирание вентилей производят с помощыо ЭДС нагрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Шиллинг В. Тпристорная техника М., Энергия, 1971, с. 84-97.

2.Авторское свидетельство СССР № 345571, кл. Н О2 М 5/42, 1968.

uei