Трехфазный тиристорный инвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M7/515 

(54) ТРЕХФАЗНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР

I

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и предназначено для электроснабжения цехов на повьпиенной частоте.

Известны трехфазные инверторы состоящие из трех однофазных тиристорных мостов с обратными диодами О 3.

Недостатком указанных схем является ограниченная выходная мощность в связи с отсутствием тиристоров .с полной управляемостью на большие токи.

Известен также инвертор, в котором в схему преобразователей частоты введены цепи коммутации 123.

Однако это усложняет силовую схему и систему управления. Кроме того, для улучшения гармонического состава выходного напряжения в этом устройстве применены фильтры, которые, обладая значительными массой и габаритами, обеспечивают эффективную работу только на фиксированной частоте.

Известен также инвертор, который содержит большое количество коммути- ;

рующих конденсаторов, критичен к параметрам элементов схемы и питающего напряжения и устойчиво работает ь узком диапазоне частот СзЗ.

Наиболее близким по технической

сущности к предлагаемому является трехфазный тиристорный инвертор, который содержит три однофазных тиристорных моста с коммутирующими конденса10торами в диагоналях переменного тока, подключенные к входила выводам через дроссели, три моста обратных диодов, выводами переменного тока подключенные к выводам переменного тока ти15ристорных мостов, выводами постоянного тока - к входным выводам преобразователя, а также трехфазный многообмоточный трансформатор вторичные обмоткикоторого соединены в звезду,

20 а первичные обмотки - в две треугольные группы, выводы которых подключены Г- выводам переменного тока тиристорных мостов ЧАЗ 3 Недостатком известного инвертора является то, что коммутационная устойчивость зависит как от величиш 1 питающего напряжения, так и от параметров нагрузки. Кроме того, преобразователь работоспособен только при наличии noTepb:t в контурах возврата реактивной мощности, что приводит к ухудшению энергетических характеристик и снижению КОД. Цель изобретения - упрощение схемы, повышение КПД и надежности. Указанная цель достигается тем, что трехфазный инвертор, содержащий три однофазных тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диаго налях переменного тока, подключенные к входным выводам через дроссели, обратные диоды, а также трехфазный многообмоточный трансформатор, вторичные обмотки которого соединены в звезду, а первичные - в две треугольные группы, выводы которых подключены к выводам переменного тока тиристорных мостов, снабжен дросселем обратной связи а обратные диоды объединены в две полумостовые 1руппы, выводы переменного тока котсрых соединены в соответствующей полярности с выводами постоянного тока гиристорных мостов, а между выводами постоянного тока указанных полумостовых групп включен дроссель обратной связи. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема инвертора на фиг. 2 - графики токов и напряжекий, поясняющие его работу. Инвертор содержит -три однофазных тиристорных моста 1-4, 5-8 и 9-12 -с коммутирующими конденсаторами 13, 14 и 15 в диагоналях переменного тока, подключенные к входным выводам через дроссели. 16-21, обратные диоды 22-27 объединенные в две полумостовые груп пы, выводы переменного тока которых соединены в соответствующей полярности с выводами постоянного тока тирис торньпс мостов, причем между выводами постоянного тока указанных полумостовых групп включен дроссель 28 обрат ной связи, а также трехфазный многообмоточный трансформатор 29, вторичные обмотки 30 которого соединены в звезду, а первичные 31 и 32 - в две треугольные группы, подключенные к выводам переменного тока тиристорных мостов. Инвертор работает следующим образом. Тиристорные мосты 1-4, 5-8 и 9-12 управляются со сдвигом в 120°эл.град. Выходные ; 1апряжения тиристорных мостов подают на две группы первичных обмоток выходного трансформатора. Мгновенное значение тока, протекающего через каждую первичную обмотку, определяется суммой мгновенных напряжений тиристорных мостов. Это обеспечивает создание выходного многофазного напряжения, в котором отсутствует третья гармоника. Стабилизация выходного напряжения многофазного преобразователя осуществляется за счет компенсации части реактивной мощности коммутирующих конденсаторов 13, 14 и 15 реактивной мощности дросселя 28, чере который протекают импульсные токи шестикратной частоты, ускоряющие перезаряд коммутирующих конденсаторов непосредственно после каждой коммутации тиристоров. Длительность протекания импульсов тока через дроссель 28 соответствует двойному углу запирания. При увеличении выходного напряжения многофазного преобразователя возрастают длительность открытого состояния диодов 22-27 и величина тока дросселя 28, что приводит к возрастанию величины реактивной мощности, отбираемой дросселем 28 от коммутир тощих конденсаторов 13, 14 и 15. Восстанавливается баланс реактивных мощностей и выходное напряжение удерживается на заданном уровне. Предлагаемый трехфазный тиристорный инвертор отличается от известного более простой схемой, вдвое меньшим количеством диодов, более высоким КПД за счет отсутствия накопления . электромагнитной энергии в элементах схемы, при этом коммутационная способность схемы в широких пределах не зависит от параметров нагрузки и величины питающего напряжения. Кроме того, предлагаемая схема не критична к величине дросселей в цепи питан ия, в силу чего имеет более широкий частотный диапазон. По сравнению с известными многофазными одномостовыми схема1 ш предлагаемый инвертор отличается более высокой коммутационной устойчивостью при работе на несимметричную нагрузку, простотой системы управления, удобством эксплуатации и ремонта, унификацией вследствие возможности независимого использования отдельных секций преобразователя. При этом увеличение выходной мощности преобразователя достигается без последовательного соединения тиристоров.

Возможность работы схемы на эле ментах, принципиально не обладающих активными потерями, позволяет при соответствунйцем развитии элементной базы на основе сверхп зоводимости рекомендовать предложенное устройство при создании мощных энергетических комплексов для электроснабжения на повьппенных частотах и других целей.

Формула изобретения

Трехфазный тирис1Орный инвертор, содержащий три однофазных тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока подключенные к входным выводам через дроссели, обратные диоды, а также трехфазный многообмоточный трансформатор, вторичные обмотки которого со динены в звезду, а первичные - в две треугольные группы, подключенные к

вьтодам переменного тока тиристорных мостов, отличающийся тем что, с целью упрощения, повышения КПД и надежности, он снабжен дросселем, обратной связи, обратные диоды объединены в две полумостовые группы, выводы переменного тока которых соединень в соответствукнцей полярности с выводами постоянного тока однофазных тиристорных мостов, а между выводами постоянного тока указанных полуиостовых групп включен дроссель обратной связи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 48-28853, кл. Н 02 М 7/48, 1973,,

4.Патент США 3648149, кл. Н 02 М 7/00, 1972.