Инвертор напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02M7/515 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к устройствам для преобразования постоянного тока в переменный ток регулируемой частоты, и может быть использовано в мощных инверторах напряжения с вентилями, обладающими ограниченной управляемостью выключение которых происходит путем двухступенчатой импульсной коммутации.

И.звестны инверторы напряжения, представляющие собой тиристорный мост с узлами принудительной коммутации тиристоров 1 .

Известен также инвертор напряжения, содержащий дополнительно узлы отбора мощности от коммутирующих цепей, выполненные на резисторах и неуправляемых вентилях -диодах С2.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является инвертор, содержащий силовые тиристосы, зашунтированные обратными диодами, узлы принудительной коммутации с коммутирующими тиристорами и LC-контурами, узлы отбора от коммутирующих цепей с тиристорами отбора мощности и блоки управления силовыми тиристорами, коммутирующими тиристорами и тиристорами отбора мощности fz.

10 Однако работоспособность такого инвертора нарушается при уменьшении сопротивления нагрузки ниже номинальной величины, так как при уменьшении сопротивления нагрузки, питаемой HOIS минальнУм током, для сохранения величины выходного тока необходимо уменьшить напряжение источника питания инвертора. Это приводит к уменьшению , амплитуды импульсов коммутирующего 2 тока и времени на восстанрвление запирающей способности тиристоров. В результате возникает нарушение коммутации тока нагрузки и короткое замы39ёкание в схеме инвертора. Это снижает I надежность инвер,тора. ; Цель изобретения - увеличение на;дежности путем повышения коммутацион ной устойчивости в широком диапазоне изменения сопротивления нагрузки. Поставленная цель достигается тем что в инвертор напряжения введены датчики времени восстановления силовых тиристоров в цепи обратных диодов, задатчик опорного сигнала, сумматор с двумя входами, диод и ycили;тeль, в блок управления тиристорами отбора мощности введен управляемый элемент задержки, причем выходы датчиков связаны с одним из входов сумматора, выход задатчика опорного сигнала - с другим входом сумматора, выход сумматора через упомянутый диод связан с входом усилителя, а вы ход усилителя связан с управляющим входом элемента задержки блока управления тиристорами отбора мощности На фиг. 1 приведена структурная схема инвертора; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу Тиристорный мост (фиг. 1) питает нагрузку 1, сопротивление которой мо жет изменяться. Инвертор содержит си ловые тиристоры 2, коммутирующие тиристоры 3, тиристоры отбора мощнос ти и обратные, диоды 5- В контуры импульсной коммутации входят конденсаторы 6 и реакторы 7. Инвертор получает питание от источника 8 постоянного регулируемого напряжения. В цепи обратных диодов двух диаго налей моста включены измерительнопреобразовательные устройства - датчики 9 времени выключения тиристоров 2, выходы которых связаны с регулятором 10 времени восстановления. Выход задатчика опорного сигнала 11 подключен к сумматору 12, выход которого через диод 13 подключен к вхо ду усилителя k. Выход усилителя под ключен к входу элемента регулируемой задержки блока 15 управления тиристо рами отбора мрщности. В цепях возвра та тока в источник питания включены резисторы 16. Блок управления 17 под ключен к электродам управления силовых и коммутирующих тиристоров инвер тора. Индуктивность реакторов 7 и емкость конденсаторов 6 в коммутирующих контурах, а также величины сорротивлений резисторов 16 выбраны такими, что при номинальном сопротивлении на 94 грузки, т.е. при номинальном выходном напряжении и токе It-Q. обеспечивается номинальное время выключения Tjj основных тиристоров 2, равное длительности протекания коммутирующего тока i , через обратные диоды инвертора (фиг. 2). В этом режиме тиристоры k отпираются импульсами i от устройства 15 в момент t., когда к их анодам прикладывается положительное напряжение, так как сигнал .рассогласования равен нулю. По резисторам 16 начинает протекать разрядный ток i(j конденсаторов 6. В процессе разряда напряжение U, на коммутирующих конденсаторах снижается до величины предкоммутационного напряжения UCQ. При уменьшении тока в нагрузке до величины I по причине увеличения ее сопротивления время выключения основных тиристоров Т увеличивается. Также, как в случае номинального сопротивления нагрузки, регулятор не работает , пocкdльJ y диод 13 не пропускает на вход усилит.еля отрицательный сигнал рассогласования . При уменьшении сопротивления на- ; грузки при неизменном номинальном выходном токе уменьшается амплитуда коммутирующего тока ij, и время Т протекания тока через обратные диог ды становитс меньше Т . Положительный сигнал рассогласования усиливается усилителем I и поступает на вход элемента регулируемой задержки блока 15. Тиристоры отбора мощности начинают отпираться в момент t позднее м.омента t на время &t, и, соответственно, на эту величину уменьм шается время протекания разрядного тока 1 коммутирующих конденсаторов в источник 8 питания. Предкоммутационное напряжение 11, на этих конденсаторах увеличивается, и возрастают амплитуда коммутирующего тока и время выключения основных тиристоров.« Таким образом, в инверторе обеспечивается работоспособность при нагрузке с сопротивлением, меньшим номинальной величины, и увеличивается устойчивость инвертирования в переходных режимах, вызыванных кратковременными изменениями сопротивления нагрузки. Формула изобретения Инвертор напряжения, содержащий силовые тиристоры, зашунтированные обратными диодами ,уузлы принудитель1ной коммутации с коммутирующими тиристорами и LC-контурами, узла отбо ра мощности от коммутирующих цепей с тиристорами отбора мощности и бло ки управления силовыми тиристорами, коммутирующими тиристорами и тиристорами отбора мощности, о т л и :ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения надежности путем повышения коммутационной устойчивости « широком диапазоне изменения сопротивления нагрузки, в него введены датчики времени восстановления сило ;вых тиристоров в цепи обратных дйодов, задатчик опорного сигнала, сум матор с двумя входами, диод и усили тель, в блок управления тиристорами отбора мощности введен управляемый 9 элемент задержки, причем выходы датчиков связаны с одним из входов сумматора, выход задатчика опорного сиг нала - с другим входом сумматора, выход сумматора через упомянутый диод связан с входом усилителя, а выход усилителя связан с управляющим входом элемента задержки блока управления тиристорами отбора мощности. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.,Бедфорд Б., Хофт Р. Теория автономных инверторов. М., Энергия, 1969, с. 111, рис. 5-14. 2. Забродин Ю.С. Узлы принудительной конденсаторной коммутации инверторов. М., Энергия ; 1974, с. 72, рис. 2-11а.