Трехфазный последовательный инвертор Советский патент 1983 года по МПК H02M7/515 

- 1

Изобретение относится к преобразователям энергии постоянного тока в энергию переменного тока повышенной частоты.

Известны преобразователи, выполненные по различным схемам инверторов напряжения - параллельные инверторы, последовательные инверторы, инверторы с высокочастотной коммутацией, инверторы с импульсной коммутацией и др., 1.

Для получения повышенной частоты преобразования широко используются последовательные резонансные инверторы, в которых благодаря применению последовательного резонансного контура ток управляемого вентиля в течение всего интервала проводимости изменяется во времени по колебательному закону. Важными достоинствами последовательных резонансных инверторов, делающими перспективным их применение на повышенных частотах, являются относительно небольшая скорость нарастания анодного тока в управляемых вентилях и возможность получения большого времени запирания управляемых вентилей за счет удлинения пауз между запускаюш,ими импульсами управления. Для получения трехфазной системы токов и напряжений, а также для получения большой мошности в нагрузке используются трехфазные последовательные инверторы 2.

Недостаток схем трехфазных последовательных инверторов - низкое качество выходного напряжения (существенное отличие от синусоидальной формы), а также ограниченная область применения.

Наиболее близким к предлагаемому

10 по технической сущности является трехфазный последовательный инвертор, содержащий трехфазный вентильный мост с тремя коммутирующими дросселями и коммутирующими конденсаторами в диа15 гонали переменного тока, подключенный к входным зажимам через фильтровые дроссели, а также содержит последовательно включенные в цепи постоянного тока разделительные конденсаторы и трехфазную нагрузку. Данная схема позволяет полу20чить переменный ток повышенной частоты при относительно небольших скоростях нарастания анодного тока в управляемых вентилях, а также возможность поддержания достаточно большого угла запирания управляемых вентилей при изменениях нагрузки в широких пpeдeлax ЗJ. Недостаток известного устройства - прежде всего низкое качество выходного напряжения (существенное отличие от синусоидальной формы), что обусловлено следующими обстоятельствами: при работе любой из пар управляемых вентилей ток перезаряда коммутирующих конденсаторов протекает через соответствующие фазные нагрузки только в одном направлении. Причиной тому является несимметричность схемы инвертора относительно нагрузки. Кроме того, у устройства-прототипа ограниченная область применения вследствие того, что нагрузка м. б. включена только по схеме звезда с нулевым проводом. Цель изобретения - улучшение формы кривой выходного напряжения. Поставленная цель достигается тем, что трехфазный последовательный инвертор, содержащий тре-хфазный тиристорный мост с коммутирующими конденсаторами в диагонали переменного тока и тремя коммутирующими дросселями, включенными последовательно с соответствующими ветвями моста, соединенными с входными выводами через соответствующие фильтровые дроссели, а также три разделительных конденсатора, одни обкладки которых подключены к точкам соединения фильтровых и коммутирующих дросселей, а другие - к трехфазной нагрузке, снабжен тремя дополнительными разделительными конденсаторами, соединенными последовательно с основными разделительными конденсаторами, причем каждая пара указанных конденсаторов подключена параллельно соответствующей ветви моста. Благодаря наличию дополнительных разделительных конденсаторов ток перезаряда коммутирующих конденсаторов проходит через соответствующие фазные нагрузки в обоих направлениях. Следовательно, существенно повышается качество выходного напряжения, в частности -его синусридальность. Кроме того, трехфазная нагрузка, подключаемая к диагонали переменного тока трехфазной мостовой схемы разделительных конденсаторов, может быть соединена по любой схеме (либо треугольником, либо звездой). Это обстоятельство значительно расщиряет область применения инвертора. На чертеже показана схема трехфазного последовательного инвертора. Трехфазный последовательный инвертор содержит трехфазный вентильный мрет 1 с тремя коммутирующими дросселями 2-4 и коммутирующими конденсаторами 5-7, которые включены в диагонали переменного тока моста. Вентильный мост подключен к входным зажимам через фильтровые дроссели 8-13 И содержит последовательно включенные в цепи постоянного тока разделительные конденсаторы 14-16 и трехфазную нагрузку 17. В цепь постоянного тока включены дополнительные разделительные конденсаторы 18-20, соединенные с разделительными конденсаторами 14-16 по трехфазной мостовой схеме, подключенной параллельно трехфазному вентильному мосту, выполненному на тиристорах 21-26, к диагонали постоянного тока. Трехфазная нагрузка подключена к диагонали переменного тока трехфазной мостовой схемы разделительных конденсаторов. Устройство работает следующим образом. При подключении к источнику питания происходит заряд разделительных 14-16 и дополнительных разделительных конденсаторов 18-20 через фильтровые дроссели 8-13. Поочередно открываются пары тиристоров в следующей последовательности: 21, 25; 21, 26; 22, 26; 22-24; 23, 24; 23, 25; 21, 25 и т. д. Происходит переразряд коммутирующих конденсаторов 5-7 по колебательному закону в контурах, содержащих коммутирующие дроссели 2-4, разделительные конденсаторы 14-16, нагрузку 17 и дополнительные разделительные конденсаторы 18-20. В установившемся режиме напряжение на коммутирующих конденсаторах 5-7 является знакопеременным, периодическим во времени. В каждой фазе нагрузки 17 протекает только переменная составляющая тока перезаряда коммутиРУЮЩ.ИХ конденсаторов 5-7, частота которой определяется частотой работы тиристоров 21-26. Форма напряжения на нагрузке знакопеременная, близка к синусоидальной. Формула изобретения Трехфазный последовательный инвертор, содержащий трехфазный тиристорный мост с коммутирующими конденсаторами в диагонали переменного тока и тремя коммутирующими дросселями, включенными последовательно с соответствующими ветвями моста, соединенными с входными выводами через соответствующие фильтровые дроссели, а также три разделительных конденсатора, одни обкладки которых подключены к точкам соединения фильтровых и коммутирующих дросселей, а другие - к трехфазной нагрузке, отличающийся тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного напряжения, он снабжен тремя дополнительными разделительными конденсаторами, соединенными последовательно с основными разделительными конденсаторами, причем каждая пара конденсаторов подключена параллельно соответствующей ветви моста.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Бедфорд Б. и др. Теория автономных инверторов, М., «Энергия, 1969.

2.Беркович Е. И. и др. Тиристорные преобразователи высокой частоты. Л. «Энергия, 1973.

3.Авторское свидетельство СССР № 558364, кл. Н 02 М 7/515, 1974.

53 З} 10