Автономный инвертор Советский патент 1982 года по МПК H02M7/515 

(54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к устройствам для преобразования электроэнергнн постоянного тока в электроэнергию переменного тока. Известен автономный инвертор тока, содер жащий тиристориые ключи, подключенные через дроссель к источнику питания и соедииеи ные по схеме моста, в диагональ которого включена нагрузка 1. Однако указанный инвертор при возникновении короткого замыкания в одной из цепей нагрузки опрокидывается, в результате чего аварийный режим еще более усугубляется и могут пострадать другие потребители. Известен также автономный инвертор, содержащий тиристориые ключи, подключенные через дроссели к источнику питания и соединенные по схеме моста, к одной диагонали которого через вентили подключена натрузкл, а к другой - источник питания {2. Недостатком данного автономного инвертор является то, что при срывах коммутащш ти|ж сторных ключей, а также при сбоях схемах управления ими, возможно протекание ав рийных токов от источника питания через нагрузку. При зтом если от инверторов питают тяговые двигатели переменного тока, то возможно резкое, ударное возрастание моментов в тяговой передаче, чго способно привести, например, к поломкам ходовых частей и выходу из строя электртподвижного состава Известно также множество потребителей, например, в электрооборудовании летательных, аппаратов, которые не терпят каких бы то ни было перегрузсж, даже ;весьма кратковременных. В этих случаях известные схемы автономных инверторов не .могут бьггь применены. Наиболее бтсясим к предлагаемому является инвертор, содержащий подключенные к входным выводам попарно-последовательно соединенные через дроссели четыре тиртсторных ключа, точки соединения которых с дросселями через диошл подключены к нагрузке, соеданенной со входными выводами через разделительные дроссели 3. Недостатком известного инвертора является то, чю в нем не обеспечивается защита нагрузки от аварийных режимов. Цель изобретения - защита нагрузки от аварийных режимов. Для достижения поставленной цели автономный инвертор, содержащий подключенные к входным выводам две последовательные , состоящие каждая из двух тиристорных ключей и включенного между ними дросселя, причем точка катода тиристорного ключа и дросселя первой цепочки подключена через встречно, включенный вентиль к первому вы- 10 при ходному выводу, связанному с общей точкой анода тиристорного ключа и дросселя второй цепочки, общая точка которого с катодом . другого тиристорного ключа этой же цепочки через встречно включенный другой вентиль подключена к второму выходному выводу, связанному с точкой дросселя и анода тиристорного ключа первой цепочки, снабжен двумя дополнительными тиристорами, кажд ш из которых подключен параллельно соответствующему дросселю, причем общие точки дросселей и анодов тиристорных ключей обеих цепочек подключены к соответствующим выходным выводам непосредственно. На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого автономного инвертора. . Тиристорные ключи 1-4 подключены через дроссели 5 и 6 к источнику 7 питания и соединены по схеме моста, к одной диагонали которого через вентили 8 и 9 подключена нагрузка 10, а к другой диагонали моета подключен источник 7 питания. Дроссель 5 включен между последовательно соединенными тиристорными ключами 1 и 2, а дроссель ,6 включен между последовательно соединенными тиристорными ключами 3 и 4. Нагрузка 10 подключена пар лельно дросселю 5 через вентиль 8, а параллельно дросселю 6 - через вентиль 9. Дополнительный тиристор 11 подключен параллельно дросселю 5, а допрлнительный тиристор 12 подключен параллельно дросселю 6. Автономный инвертор работает следующим образом. При отпирйнии тиристорных ключей 1 и 2 Напряжение источника 7 питания прикладьшается к дросселю 5, что приводит к возрастанию тока в дросселе 5 и накоплеиию в нем энергии, пропорщюнальной индуктивнйстн дрос селя 5 и квадрату протекающего по нему тока. Затем тнристорные ключи 1 и 2 запирают и отпирают тиристорные ключи 3 и 4. При этом напряжение источника 7 питания прикладьтается к дросселю 6, в нем возрастает ток и накапливается энергия. В это время энергия накопленная в дросселе 5, передается в нагрузку 10 по цепи 5, 10, 8 и 5. Когда же вновь отпирают тиристорные ключи 1 и 2 и 98216 5 4 запирают тиристорные ключи 3 и 4, то в нагрузку 10 передается знергия, накопленная в дросселе 6, по цепи 6, 10, 9 и 6. Как видно, направление тока в нагрузке 10 при поступлении в нее энергии от дросселя 5 и от дросселя 6 различно. Таким образом автономный инвертор преобразует постоянный ток источника 7 питания в переменный, протекающий по нагрузке 10. Следует отметить, что срывах коммутации тиристорных ключеи - например когда проводят ток тиристорные ключи 1 и 2, а тиристорные ключи 3 и 4 заперты, энергия, поступающая от источника 7 питания, не поступает в нагрузку, а накапливается в дросселе 5. Таким образом, сбои в работе тиристорных ключей практически не способны Ьызвать протекания токов аварийного режима через нагрузку. Для полного исключения этого, во многих случаях крайне нежелательного явления, следует включить один вентиль в провод между дросселем 5 и нагрузкой 10, а другой вентиль в провод между дросселем 6 и нагрузкой 10. Тогда даже в том случае, если в результате боя в схеме управления тиристорными ключами 1-4 окажется, что заперты тиристорные ключи 1 и 4 и проводят тнристорные ключи 3 и 2, то вентиль, включенный в провод между дросселем 5 и нагрузкой 10, воспре т вует протеканию тока от источника 7 питания в нагрузку 10 по цепи 7, 3, 10, 2 и 7. Дополнительные тиристоры II и 12 обеспечивают повьпцение защитных свойств автономного инвертора, так как в случае неожиданного восстановления запирающих свойств тиристорных ключей 1 и 2 после того, как они долгое время находились в проводящем состоянии и ток в дросселе 5 достиг значительной величины, возможно протекание аварийного тока дросселя 5 через нагрузку 10. Для исключения этой возможности служат тиристоры 11 и 12, на управляющие электроды которых постоянно подаются сигналы после возникновения описанного аварийного режима, .и в случае, например, неожиданного восстановления запирающих свойств тиристорных ключей 1 и 2, аварийный ток дросселя 5 замыкается по дополнительному тиристору 11, минуя нагрузку 10. Таким образом, в описанной схеме автономного инвертора обеспечивается защита нагрузки от последствий аварийных режимов, вызванных выходом из строя тиристорных ключей или неполадками в схемах управления ими. На базе описанной схемы автономного инвертора по известным принципам может быть построена схема многофазного, например, трехфазного автономного инвертора, когорьш полностью сохраняет отмеченные свойства схемы по отношению к нагрузке.

Формула нзобретення5

Автономный инвертор, содержащий подключенные к входным выводам две последовательные цепочки, состоящие каждая из двух тирнсторных ключей и включенного межцу ни- 10 ми дросселя, причем общая точка дросселя .и катода тнристорного ключа первой цепочки. подключена через встречно включенный вентиль к первому выходному выводу, связанному с общей точкой анода тирнстортого 15 ключа и дросселя, второй цепочки, общая точка которого с катодом другого тиристорного ключа этой же цепочки через встречно включенный другой вентиль подключена к второму выходному выводу, связанному с общей точкой дросселя, и .анода тиристорного ключа

первой цепочки, отличающийся тем, что, с целью защиты нагрузки от аварийных режимов, он снабжен двумя дололнитель ными тиристорами, каждый из которых подключен параллельно соответствующему дросселю, прчгкм общие точки .дросселей и анодов тиристорных ключей обеих цепочек подключены к соответствующим выходным выводам непосредственно.

Источники информации, принятые во внимание пря экспертизе

3.Тиристорные преобразователи частоты для индукционного нагрева металлов. Труды УПУ,. вьт. 39, С&-2, Уфа, 1972, с. 16., рис. 1.