Автономный инвертор напряжения Советский патент 1981 года по МПК H02M7/515 

(54) АВТОН(ЭМНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для любого варианта схемы тнристорного инвертора напряжения с однофазной и трехфазной нагрузкой. По основному авт. св. № 572884 известна схема инвертора напряжения, содержащего мост из основных тиристоров, параллельно каждому из которых подключены через двухоперационные тиристоры вторичные обмотки коммутирующего импульсного трансформатора и обратные диоды, однофазный коммутирующий тиристорный мост с коммутирующей LC-цепочкой в диагоналн переменного тока, к диагонали постоянного тока которого подключена первичная обмотка импульсного трансформатора, а к диагонали переменного тока моста подключена цепочка двух встречно-последовательно соединенных вспомогательных тиристоров, общая точка соединения катодов которых подключена к отрицательному выводу источника питания (1. В данной схеме инвертора регулирование в сторону увеличения амплитуды колебательного тока в коммутирующей цепочке при увеличении тока нагрузки достигается уменьщенибм интервала времени, в течеиие которого к основному тирнстору инвертор : приложено обратное напряжение. Это ни позволяет эффективно использовать указанный инвертор при.изменении величины тока в нагрузке более, чем в 2-3 раза (такое увеличение тока нагрузки может возникать, например, в режиме форсированного пуска двигательной нагрузки). Цель изобретения - расширение диапазона изменения тока нагрузки, т.е. обеспечение надежной коммутации тиристоров инвертора в более широком диапазоие нагрузочных токов инвертора. Поставленная цель достигается тем, что. параллельно коммутирующему конденсатору подключена цепочка из дополнительного конденсатора и встречно-параллельных тиристоров или эквивалентного им элемента, например симистора. Подача на симистор управляющего импульса в момент возрастания тока нагрузки выше некоторой критической величины обеспечивает подключение дополнительного конденсатора к основному коммутирующему и.

следовательно, увеличение суммарной коммутирующей емкости. Так как полное время перезаряда конденсатора в колебательном LC-контуре определяется по формуле

К

/l/LC-R.V4L

где R - эквивалентное сопротивление потерь в контуре, то увеличение емкости конденсатора увеличивает время перезаряда, а значит пропорционально ему возрастает и время, предоставляемое каждому из основных тиристоров инвертора для выключения.

На чертеже представлена принципиальная схема автономного инвертора.

Трехфазный мостовой инвертор с основными тиристорами 1-6, шунтированными обратными диодами 7-12, и последовательным соединением вторичных обмоток 13-18 импульсного трансформатора 19 с двухоперационными тиристорами 20-25 работает на трехфазную нагрузку 26 и содержит однофазный мост из тиристоров 27-30, к одной диагонали которого подключены коммутирующая цепочка 31 из конденсатора 32 и дросселя 33 и встречйо-последовательно соединенные тиристоры 34 и 35, общая точка соединения катодов которых подключена к отрицательной шине питающего напряжения, а к другой диагонали указанного моста под.ключены первичная обмо.тка 36 трансформатора 19 и последовательно соединенные резистор 37 смещения и источник питающего напряжения Параллельно конденсатору 32 подключена цепо,чка из симистора 38 и дополнительного конденсатора 39. Для автоматического регулирования тока в коммутирующей цепочке 31 и времени, предоставляемого для запирания тиристоров , последовательно с фазами нагрузки введены датчики 40-42 тока, которые связаны с системой 43 управления, задающей импульсы управления -на коммутирующие тиристоры 20-25, 27-30, 34, 35-и симистор 38. Инвертор работает следующим образом. Пусть- в начальный момент времени io открыты тиристоры 1, 3 и 5, коммутирующий конденсатор 32 заряжен с положительным потенциалом на правой обкладке, и нужно выключить тиристор 1.

Для выключения тиристора I в момент t| подают управляющие импульсы на тиристоры 20, 27 и 30. Конденсатор 32 начинает перезаряжаться по контуру 32-33-30-36- 27-32, а через тиристор 1 проггекает разность тока нагрузки фазы А-Дд и квазисинусоидального тока указанного колебательного контура JJJ , приведенного через коэффициент трансформации ко вторичной обмотке 13 трансформатора 19. В момент времени it ток iji становится больще тока li, разность этих токов начинает протекать через лиоя 7, а. тиристор 1 оказывается под обратным напряжением и запирается. Ток (it достигает максимальной величины,

а затем спадает, и в момент ts, до того как этот ток упадет до величины тока подают отпирающий импульс управления-на тиристор 35 и запирающий импульс управления на тиристор 20 и он переходит в непроводящее состояние.

При включении тиристора 35 весь ток IM переходит в данный тиристор, а тиристор 30 запирается, так как его анод становится более отрицательным, чем катод.

0 В момент t4 ток ij4 спадает до нуля и тиристоры 27, 30 выключаются. За интервал времени ts -U происходит подзаряд конденсатора 32 от источника питания до напряжения требуемой величины.

Регулируя время задержки импульсов отпирания на тиристор 35 относительно импульсов отпирания на тиристоры 27 и 30, или, что то же самое, время задержки между отпирающими и запирающими импульсами на тиристор 20 (а в следующую коммутацию время задержки управляющих импульсов на тиристоры 28, 29 и 34), можно изменять величину начального напряжения на конденсаторе 32, а значит и амплитуду тока в коммутирующей цепочке. При этом можно осуществить обратную связь по величине

5 тока нагрузки на систему 43 управления коммутирующими тиристорами и, таким образом, автоматически регулировать амплитуду тока в коммутирующей цепочке, т.е. коммутационную способность узла коммутации в зависимости от величины тока нагрузки.

Однако щирокого изменения амплитуды тока в коммутирующей цепочке 31 описанным методом регулирования получить не удается, так как величина тока в коммути5 руюц1ей цепочке достигается путем снижения временного интервала между импульсами отпирания и запирания на двухоперационный тиристор, что снижает время, в течение которого к основному тиристору прикладывается обратное напряжение. Поэтому, когда датчики 40-42 тока нагрузки регистрируют превыщение током нагрузки величины, которой соответствует минимально допустимое время обратного напряжения на .основных тиристорах, система управления выдает сигнал Л1а отпирание симистора 38, в результате чего параллельно основному, коммутирующему конденсатору 32 оказывается подключен дополнительный конденсатор 39. Возросщая суммарная емкость увеличивает время перезарядного процесса в

0 коммутирующем LC-контуре и, в частности, время обратного напряжения на основных тиристорах инвертора.

Кроме того, при увеличении емкости растет и амплитуда тока в коммутирующей цепочке, так как волновое сопротивление колебательного контура ( L/C; уменьщается. Это способствует более надежной коммутации тиристоро инвертора в режиме больи их нагрузочных токов.