Инвертор напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02M7/515 

(5) ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в системах электр снабжения, в частотно-регулируемых электроприводах промышленных устано вок и транспортных средств. Известны инверторы, преобразующи постоянное напряжениегв переменное заданной формы и частоты, содержащее узлы икусственной коммутации тиристоров l. Недостатками известных инверторо являются наличие в выходном напряжении высших гармоник значительной амплитуды, низкие частотные свойства, необратимость,а также сложнос в управлении. Наиболее близкий к предлагаемому инвертор содержит подключенные последовательно через обмотки дросселя к выходным выводам два тиристорных моста с конденсаторами в диагоналях, и выходные выводы, подключенные к средней точке напряжения питания и общей точке указанных обмоток дросселя 2l. Недостатком этого инвертора является его необратимость, т.е. он не может передавать энергию с выходных выводов на входные, что ограничивает его использованиеЧ регулируемом электроприводе. Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей за счет придания инвертору свойства обратимости. Поставленная цель достигается тем, что инвертор, содержащий подключенные к источнику питания два последовательно соединенные через обмотки дросселя тиристорных моста с конденсаторами в диагоналях переменного тока, причем обща.я точка обмоток дросселя соединена)с первым выходным выводом, а второй выходной вывод подключен к средней точке исг точника питания, снабжен двумя встречными мостами и двумя трансфер . 3 . 98 маторами, первичная обмотка каждого из которых включена.последовательно с конденсатором соответствующего . тиристорного моста, а вторичная обмотка зашунтирована двумя введенными встречно-параллельно соединенными тиристорами и включена в диагональ переменного тока соответствующего встречного моста диодов, подключенного к источнику питания, На фиг.1 показана схема инвертора на Фиг.2 - то же, выполнение в одномостовом варианте. Инвертор содержит (фиг.1) два мос та на тиристорах 1-8 с конденсаторами 9 и 10 в диагоналях, включенные последовательно через обмотки 11 и 1 дросселя 13, выходные выводы U и 15 подключенные к средней точке источни ка 16 питания и общей точке обмоток 11 и 12 дросселя 13, два дополнитель ных трансформатора 17 и 18 с первичными обмотками 19 и 20 и вторичными 21 и 22, зашунтированными встречнопараллельно тиристорами 23-26 и вклю ченными в диагональ выпрямительных мостов на диодах 27-3, включенных встречно к входным выводам 35 и Зб, и нагрузку 37. Устройство работает следующим образом. При постоянно включенных тиристо р ах 23 и 24 закороченном трансформаторе 17 и подаче импульсов управ ления на пары тиристоров 1,3 и 2,4 происходит перезарядка конденсатора 9 от полюса источника 35 питания, через тиристоры 1,3 2,4) обмотку 11 дросселя 13, нагрузку 37 и среднюю точку источника 16 питания. При напряжении на нагрузке, меньшим пол вины напряжения питания, энергия, поступающая на элементы инвертора через тиристоры 1,3 (2,4) превышает энергию, потребляемую в нагрузке 37 Избыточная энергия при этом накапли вается на реактивных элементах инвертора-конденсаторе 9 и дросселе 13, что приводит к постоянному возрастанию уровня напряжений и токов на них. При запирании тиристора 28(24) ток перезаряда конденсатора 9 транс формируется с обмотки 19 трансформатора 17 в обмотку 21 и через диоды 27 29 (28,30J рекуперирует на входные выводы 35 и Зб, При этом, если выполняется соотношениеWK , где число витков обмотки 19; Wg-i - число витков обмотки 21, энергия, возвращаемая на входные выводы 35 и 36 через диоды 27, 29 (|28, 30J, будет превышать энергию, одновременно потребляемую с них через тиристоры 1,3 (2,4) Последнее означает уменьшение энергии, запасенной на реактивных элементах схемы, т,е. уменьшение уровня напряжения на конденсаторе 9 и величины тока в дросселе 13. Изменяя фазу включения тиристоров 23 и 2k относительно момента включения тиристоров 1-4, регулируют ток перезаряда конденсатора 9, равный току в цепи нагрузки 37. При коротком замыкании в цепи нагрузки 37 вся энергия, поступающая на эле-менты инвертора через тиристоры 1-4, возвращается на входные выводы через диоды 27-30. В случае перемены знака напряжения на выходных выводах 14 и 15 (подключение к ним источника напряжения с полярностью, противоположной показанному на фиг.1 устройство работает в обратном режиме. При этом поток энергии через диоды 27-30 превышает поток энергии через тиристоры 1-4 на величину энергии, отдаваемой источником, включенным в выходной цепи устройства, Для создания в цепи нагрузки тока обратной полярнос/и импульсы управления подают на тиристоры 5-8,а регули: руют его, управляя тиристорами- 25 и 26 описанным выше способом. Инвертор, выполненный в одномостовом варианте (фиг.2), содержит мост на тиристорах 38-41 с конденсатором 42 в диагонали, дроссель 43, выходные выводы 44 и 45 с нагрузкой 46, трансформатор 47 с первичной обмоткой 48 и вторичной 49, зашунтированной тиристорами 50 и 51 и включенной в диагональ моста на диодах 52-55, подключенного встречно к входным выводам 56 и 57Устройство работает аналогично описанному выше. Применение в инверторе дополнитель ных трансформаторов, включенных по.ледовательно с конденсаторами в дин агонали тиристорных. мостов, позволя ет создать обратимый инвертор, работающий устойчиво на повышенных частотах как в режиме потребления энергии с входных ввёодов, так ив режиме рекуперации энергии с выходн выводов на- входные. Кроме того, существенным образом повышаются регулиррвочные;характеристики инверторо что, в свою очередь позволяет расчи тывать элементы инвертора (дроссель конденсаторы, трансформаторы) на оптимальную частоту, которая может бьгг.ь достаточно высокой Z-S кГц , что, в конечном счете, улучшает весогабаритные показатели устройств в целом. изобретения . . ,Инвертор напряжения, содержащий подключенные к источнику питания дв .последовтельно соединенные через об мотки дросселя тиристорн})1х моста с конденсаторами в диагоналях переменного тока, причем общая точка обмоток дросселя соединена с первым ВЫХОДНЫМ выводом, а второй выходной вывод подключен к средней точке ис,точника питания, отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет придания свойства обратимости, он снабжен двумя встречными мостами диодов и двумя трансформаторами, первичная обмотка каждого из которых включена ггрследовательно с конденсатором соответствующего тиристорного моста, а вторичная обмотка зашунтирована двумя введенными встречно-параллельно соединенными тиристорами и включена в диагональ переменного тока соответствующего встречного моста диодов, подключенного к источнику питания. Источники информации, принятые во- в1 имание при экспертизе 1.Справочник по преобразовательной технике. Под ред. И.М.Чиженко. Киев, Техника, 1978. с.Ц5, рис.3-50. 2.Авторское свидетельство СССР № 570966, кл. Н 02 М 7/515, 1975. 57 5 iS