Способ пуска тиристорного инвертораС НЕзАВиСиМыМ ВОзбуждЕНиЕМ Советский патент 1981 года по МПК H02P13/18 H02M7/515 

(5) СПОСОБ ПУСКА ТИРИСТОРНОГО ИНВЕРТОРА С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

I

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для пуска автономных тиристорных инверторов, а также преобразователей постоянного напряжения с независимо возбузкдаемым инвертором в качестве промежуточного звена.

Известен способ пуска тиристорного инвертора путем предварительного формирования начальных напряжений на ,р коммутирующем конденсаторе и тока во входном дросселе. Реализация этого способа осуществляется введением в схему инвертора вспомогательных тиристоров и дополнительного конденсатора,,5 работающего только в период пуска LlJ,

Недостатке1ми такого способа является сравнительно высокое напряжение на тиристорах, возможность пуска лишь в JQ ограниченном диапазоне нагрузок, а также сложность системы управления, связанная с необходимостью фиксации установившегося режима и отключении

в этот момент дополнительного конденсатора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ пуска тиристорного инвертора с независимым возбуждением состоящий в том, что формируют начальные напряжещя на комI мутирующем конденсаторе и ток в входном дросселе одновременно с подачей управляющих импульсов на тиристоры инвертора. 2j.

Однако данный способ связан с большими пусковыми потерями, а необходимость регулирования в период пуска напряжения питания, с целью получения устойчивого пуска на разное число нагрузок, связано с усложнением всего устройства, реализующего данный способ .

Цель изобретения - повышение, надежности пуска и снижение пусковых потерь. Поставленная цель достигается тем что в известном способе пуска тиристорного инвертора с HeaaBHCHhfjM возбуядением входной ток инвертора прерывают в конце каждого полупериода в момент достижения его амплитуды величины тока установки, и закорачивают на время прерывания тока его входные шины, а входной дроссель при этом разряжают через инвертор. На фиг. 1 представлена схема тиристорного преобразователя постоянного напряжения с последовательным резонансным инвертором; на фиг. 2 кривые пускового тока, тока входного дросселя и выходного напряжения. Преобразователь постоянного напря жения, состоит из инвертора на тирис торах 1-4,последовательного LC-контура, содержащего входной дроссель 5 и коммутирующий конденсатор 6, и мос тового выпрямителя на диодах 7-10, включенного одной диагональю к выход ной обмотке трансформатора 11 инвертора, а второй - к конденсатору 12 сглаживающего фнпьтра, соединен с источником питания через полностью управляемый ключ 13. Входные шины инвертора 14 и 15 шунтироваил вторым ключом 16. На диаграммах обозначено входной ток инвертора 17; велнчина тока уставки 18, ток дросселя 5- кривая 19; напряжение на конденса торе 12 - кривая 20; амплитуда входного тока 21. Процесс пуска в такой схеме проте кает следуюсцим образом. В начальный момент подаются импул сы управления на тиристоры 1 и 4 и ключ 13.и в цепи колебательного LCконтура (дроссель 5 и конденсатор 6) :формируется импуЛьс тока равный вход ному току инвертора 17. Одновременно с включением тиристоров 1 и 4 открываются диоды 7 и 10 и конденсаторы 6 и 12, напряжение на которых в началь ный момент быпо равно нулю, начнут заряжаться. При условии превышения приведенной к первичной о 5мотке тран форматора I1 емкости конденсатора 12 выходного фильтра значения емкости конденсатора 6 - контура более чем на порядок, что часто выполняется на практике, амплитуда и длительность входного тока определяются в основном напряжением питания, индуктивностью дросселя 5, емкостью конденсатора 6 и добротностью зарядного контура. При достижении в момент t амплитудой входного тока инвертора 17, величины тока уставки 18 с помощью полностью управляемого ключа 13 размыкается цепь питания инвертора, а ключом 16 замыкаются его входные шины 14 и 15. Входной ток инвертора при этом прерывается и энергия, накопленная в дросселе 5,передается через инвертор и закороченные его шины на выход преобразователя. Кривая тока 19 дросселя 5 спадет до нуля. В момент t достижения тока 1С контура нулевого значения напряжение конденсатора 6 прикладывается к тиристорам в обратном направлении, вызывая протекание обратного тока и запирание этих тиристоров. В следующий полупериод подаются отпирающие импульсы на тиристоры 2 и 3 и вновь на ключ 13, а на ключ 16 - запирающий импульс. Напряжение питания и конденсатора 6 прикладываются к колебательному LG-контуру согласно и в цепи формируется следунщий импульс тока(кривая 19). Открьшаются диоды 8 и 9, конденсатор 6 начнет перезаряжаться, а конденсатор 12 - подзаряжаться до большого значения напряжения (кривая 20). В момент достижения амплитудой тока инвертора 17 величины тока установки 18 цепь питания вновь размыкается и дроссель 5 вновь разряжается через инвертор и закорочен1ые до конца полупернода его входные шины. В момент равенства тока (кривая 19) LC-контура нулю напряжение на конденсаторе 6 прикладывается к тиристорам 2 и 3 в обратном направлении и запирает их. По мере достижения выходным напряжением установившегося значения, интервал открытого состояния полностью управляемого ключа 13 увеличивается. В установившемся рехоше значение тока уставки 18 устанавливают вьш1е амплитуды входного тока 21, так чтобы ключ 13 постоянно находился в открытом состоянии. Угол проводимости тиристоров при этом становится максимальным и равным длительности полупериода свободных колебаний контура. При пуске такой схемы на меньшую нагрузку необходимо снизить на период пуска величину тока уставки 18. Это приведет к большему ограничению амплитуды пускового тока и более плавному нарастанию напряжения на нагрузке. Длительность переходного процесса несколько увеличивается. Однако такой способ позволяет добиться апериодического характера пускового процесса и малых нагрузках.

Данный способ пуска позволяет ограничить пусковой ток и в инверторах, работающих в режиме непрерывного тока в входном дросселе. В таких инверторах ток дросселя после прерывания его по цепи питания спадет до некоторого минимального значения а в начале следующего полупериода он будет нарастать от этого минимального до некоторого ма ксимапьного значения, ограниченного величиной тока уставки.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет осуществить надежный пуск инвертора в широком диапазоне нагрузок, а ограничение пускового тока, с помощью ключевых элементов,позволяет снизить пусковые потери до минимума. Уменьшение запасенной в период пуска энергии в реактивных элементах позволяет снизить пусковые перенапряжения на нагруэке и на элементах схемы, и тем самым, снизить установленную Ч-о

мощность всех элементов. Это дает некоторое улучшение .массо-габаритных показателей всего устройства.

I Формула изобретения

Способ пуска тирксторного инвертора с независимым возбуждением, состоящий в том, что формируют начальные напряжения на коммутирующем конденсаторе .и ток в входном дросселе одновременно с подачей управляющих импульхов на тиристоры инвертора, о т л и-г чающийся тем, что, с, целью повьшения надежности пуска и снижения пусковых потерь, входной ток инвертора прерывают в конце каждого полупериода в момент достижения его амплитуды величины тока уставки и закорачиваютг на время прерьшания тока входные его шины, а входной дроссель при этом разряжают через, инвертор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3757197, кл. Н 02 М 7/52, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 288112, кл. Н 02 М 7/52, 1969. Фиг.1