Автономный инвертор Советский патент 1980 года по МПК H02M7/515 

(54)АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР

1

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для централизованного снабжения потребителей на повы- 5 шейных частотах при высоком качестве электроэнергии.

Известны сложные мостовые автономные инверторы, состоящие из двух Аостовых инверторов с конденсаторной Q коммутацией, выходные выводы которых подключены к первичным обмоткам трехфазного трансформатора, причем одни из первичных обмоток соединены звездой, другие - треугольником. Сложные мостовые инверторы наряду с увеличением мощности позволяют получить значительное улучшение формы кривой выходного напряжения l.

Однако им свойственны такие недос-2д татки, как зависимость выходного напряжения от параметров нагрузки, неравномерное деление тока между тиристорными мостами.

Известна схема сложногр мостового 25 автономного инвертора, обеспечиваю.щая более jjaBHpMepHoe распределение тока между тиристорными мостами 2.

Однако система балансировки, применяемая в этом устройстве, сложна,

а сам инвертор обладает мягкой внешней характеристикой.

Наиболее близким к изобретению является автономный инвертор, содержащий два трехфазных тиристорных моста, выводы постоянного тока которых связаны со входными выводами, причем с одним из них - через соответствующие дроссели фильтра, а выводы перемен ного тока кахсдого моста- соединены через конденсаторы между собой и через дроссели - с выводами переменного тока соответствующего моста обратных диодов, а также трехфазный трансформатор с шестью первичными обмотками, три из которых соединены звездой и подключены к выводам переменного тока одного моста, а три других - треугольником и подключены к выводам переменного тока другого моста. Этот инвертор имеет жесткую внешнюю характеристику З.

Основным недостатком его является неравномерное деление тока между мостами основных тиристоров.

Цель изобретения - улучшение энергетических характеристик за счет получения равномерного деления тока меходу мостами основных тиристоров при одновременном снижении весогабаритных показателей. Указанная цель достигается тем, что инвертор снабжен двумя дополнительными трехобмоточньами дросселями Яве обмотки каждого из которых включены между выводами постоянного тока соответствующих тиристорного моста и моста обратных диодов, а третья обмотка включена между соответствующим выводом постоянного тока тиристорного моста и другим входным выводом, причем все обмотки обоих дополнительных дросселей размещены на одном ферромагнитном сердечнике. На чертеже показана схема инвертора. Мостовой автономный инвертор вклю чает в себя два преобразовательных блока 1 и 2, каждый из которых содержит дроссель 3 фильтра в цепи питания, мост основных тиристоров 4-9 меяоду выводами переменного тока которого включены коммутирующие конденсаторы 10-12, мост обратных диодов 13-18, выводами переменно1О тока подключенный через дроссели 19-21 к выводам переменного тока моста основ ных тиристоров 4-9. Инвертор содержит также трехфазный трансформатор 2 одни первичные обмотки 23 которого соединены звездой, другие 24 - треугольником, причем обмотки 23 подклю чены к выводам переменного тока-блока 1, обмотки 24 - к выводам перемен ного тока блока 2. Каждый преобразов тельный блок снабжен дополнительным трехобмоточным дросселем 25, две обмотки 26 и 27 которого подключены мекдду вывoдaм i постоянного тока моста основных тиристоров 4-9 и моста обратных диодов 13-18, третья обмотка 28 включена в цепь питания моста основных тиристоров 4-9, причем ука занные дроссели 25 обоих блоков 1 и 2 размещены на одном ферромагнитном сердечнике 29. Мостовой автономный инвертор работает следующим об,. Преобразовательные блоки 1 и 2 осуществляют преобразование постоян ного напряхсения в переменное трехфа ное напряжение. Так как одни первич ные обмотки 23 трансформатора 22 со динены звездой, а другие 24 - треугольником, то- между соответствующи ми линейными напряжениями должен бы обеспечен сдвиг фаз, равный 30 эл.гр что .достигается сдвигом во времени управляющих импульсов, подаваемых н управляющие электроды одноименных т ристоров блоков 1 и 2. Кроме того, число витков первичных обмоток 23 трансформатора 22, соединенных в зв ду, должно быть в раз меньше, че .число витков обмоток 24, соединенны в треугольник. Чем точнее выполняют ся эти условия, тем ближе приближае ся к синусоидальной форма выходного напряжения мостового инвертора. Жесткость внешней характеристики мостового инвертора обеспечивается системой импульсной стабилизации, состоящей из моста обратных диодов 13-18 и дросселей 19-21. Обмотки 26 и 27 дополнительного дросселя 25 в зависимости от состояния обратных диодов подключаются последовательно с одним из дросселей 19-21. Так, обмотка 26 включается последовательно с одним из дросселей 19-21, если проводит соответствующий диод катодной группы 13,15 и 17 обратного моста блока 1. Аналогично обмотка 27 подключается последовательно к одному из дросселей 19-21 через диод анодной группы 14,16 и 18 обратного моста блока 2. В результате суммарная величина индуктивности в цепи импульсной обратной связи складывается из неизменной индуктивности дросселей 19-21 и регулируемой индуктивности одной из обмоток 26 и 27 дополнительного дросселя 25. Индуктивность дополнительного дросселя 25 регулируется за счет подмагничивания сердечника 29 разностью токов, потребляемых блоками 1 и 2. Подмагничивание осуществляют обмотки 28, включенные в цепи питаниясоответствующих мостов основных тиристоров. При равенстве потребляемых токов сердечник 29 размагничен и индуктивности в цепях импульсной обратной связи обоих блоков 1 и 2 равны. При неравенстве токов симметрия нарушается, так как сердечник 29 намагничивается. Допустим, что увеличился ток, потребляемый блоком 1. Как видно по схеме, обмотки 26 и 27 блока 1 разме дены на сердечнике 29 так, что протекающие по ним импульсные токи еще больше намагничивают сердечник 29, что приводит к уменьшению суммарной индуктивности в цепи импульсной обратной связи блока 1 и соответственно к уменьшению угла запирания блока 1. Импульсы тока через об- мотки 26 и 27 блока 2 наоборот размагничивсцот сердечник 29, в связи с чем их индуктивность остается практически неизменной. Противоположный характер влияния на магнитное состояние сердечника 29 токов, протекающих по обмоткам 26 и 27 обоих блоков 1 и 2, не приводит к равновесию, так как импульсы этих токов сдвинуты во времени за счет несинхронности управления основными тиристорами блоков 1 и 2. Формула изобретения Автономный инвертор, содержгидий два трехфазных тиристорных моста, выводы постоянного тока которых связаны со входными выводами, причём с одним из них - через соответствующие дроссели фильтра, а выводы переменного тока каждого моста соединены через конденсаторы между собой и через дросселн - с выводами переменного тока соответствующего моста обратных диодов, а также трехфазный трансформатор с шестью первичными обмотками, три из которых соединены звездой и подключены к выводам переменного тока одного тиристорного моста, а три других - треугольником и подключены к выводс1М переменного тока другого моста, отл.и чающийся тем, что, с целью улучшения энергетических характеристик, он снабжен двумя дополнительными трехобмоточными дросселями, две обмотки каждого из которых включены между выводами постоянного тока соответствующих тиристорного моста и моста обратных диодов.

а третья обмотка включена междУ соответствующим выводом постоянного тока тиристорного моста и другим входным выводом, причем все обмотки обоих дополнительных дросселей размещены на одном ферромагнитном сердечнике,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0 рис.. 2-36а и 2-366.

3.Применение ЭВМ для .анализа и проектирования вентильных преобразователей. Тезисы докладов научно-тех5 нйческого семинара. Саратов, 1977, с. 13, рис. 1. 15. 2д 25 ЪЧ/1