Тиристорный инвертор напряжения

 

ТИРИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий последовательно соединенные между шинами питания два плеча на фазу нагруз .ки,. каждое из которых выполнено « , ff-: в виде последовательно включенного, нелинейного реактора и цепи из встречно-парсшлельно соединенных тиристора и диода, зашунтированной R-C-цепыо, причем общая точка плеч образует выходной фазный вывод инвертора , а также коммутационные узлы в виде трехполюсников по числу фаз нагрузки, каждый из которых подключен одним из трех своих выводов к соответствующему выходному фазному выводу инвертора, от-, личающ.ийся тем, что, с целью снижения величины напряжения , воздействующего на тиристоры , два других вывода каждого из i коммутационных узлов подключены к отпайкам соответствующих нелиней (Л ных реакторов. 00 сх а: 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5 ) Н 02 М 7/515

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

{21) 3293214/24-07 (22) 22.05.81 (46130.03.83. Бюл. Р 12 (721 Н.И. Джус (53) 621. 914. 572 (088. 8) (56) 1 ° Забродин Б.С. Автономные тиристорные инверторы с широтноимпульсным регулированием. N., "Энергия", 1977, с. 64, рис. 3-1.

2. Глазенко T.A ., Гончаренко Р.Б. Полупроводниковые преобразователи частоты в электропрйводах. Л., "Энергия", 1969, с.85, рис. 37. (54.)(57) ТИРИСТОРНЫЙ ННВЕРТОР

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий последовательно соединенные между шинами питания два плеча на фазу нагруз,ки, каждое из которых выполнено

„„SU„„.1008868 А в виде последовательно включенного. нелинейного реактора и цепи из встречно-параллельно соединенных тиристора и диода, зашунтированной

R-С-цепью, причем общая точка плеч образует выходной фазный вывод инвертора, а также коммутационные узлы в виде трехполюсников по чис. лу фаз нагрузки, каждый из которых подключен одним из трех своих выводов к соответствующему выходному фазному выводу инвертора, о т — . л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения величины напряжения, воздействующего на тиристоры, два других вывода каждого из коммутационных узлов подключены к

Ф отпайкам соответствующих нелинейных реакторов.

1008868

Изобретение относится к преоб-. разовательной технике и может использоваться в установках высокого напряжения для преобразования рода тока.

Известна схема инвертора, которая содержит рабочие тиристоры со встречно-параллельными диодами и коммутационный блок )1J .

Недостаток данного инвертора заключается в низкой надежности, потому что вентили подвергаются высоким скоростям нарастания тока и напряжения.

Наиболее близок к предлагаемому инвертор напряження, содержащий в фазе последовательно включенные между полюсами источника плечи, состоящие из нелинейного реактора, встречно-параллельных тиристора, диода и RC-цепи, причем общая точка плеч является выводом инвертора, а также коммутационный узел, одним выводом подключенный к выходу инвертора (2J .

Недостаток известного устройства состоит в увеличенном напряжении, воздействующем яа вентили.

Цель изобретения — снижение напряжения, воздействующего на вентили.

Поставленная цель достигается тем, что в тиристорном инверторе напряжения, содержащем последовательно .соединенные между шинами питания два плеча на фазу нагрузки, каждое из которых выполнено.в ви.де последовательно включенного нелинейного реактора и цепи иэ встречно-параллельно соединенных тиристора и диода, зашунтированной RC-цепью причем общая точка плеч образует выходной фазный вывод инвертора, а также коммутационные узлы в виде трехполюсников по числу фаз нагрузки, каждый из которых подключен одним иэ трех своих выводов к соответствующему выходному фазному выводу инвертора, два других вывода каждого иэ коммутационных узлов подключены к отпайкам соответствующих нелинейных реакторов.

На фиг. 1 представлена схема ,устройства; на фиг. 2 — диаграммы напряжения и тока.

Рабочие тиристоры 1 и 2 с встречно-параллельными им диодами 3 и 4, а также RC-цепями, состоящими иэ резисторов 5 и 6 и конденсаторов

7 и 8, включены последовательно с рабочими нелинейными реакторами

9 и 10 между шинами питания инвертора. Коммутационный узел состоит иэ тиристоров 11 и 12, реактора 13 и конденсатора 14. Один вывод коммутационного узла подключен к выводу инвертора, а два других — к дываемое к реактору 9, суммируется с напряжением источника и создает выброс напряжения на противоположном, невключенном, ллече инвертора, составленном вентилями 2,4 и реак тором 10.

° Уменьшение числа витков реактора 9, к которым подключен комму60 тационный узел, ведет к сдвигу момента t вправо (в сторону запаз.дывания), т.е. в сторону меньших напряжений иа конденсаторе 14. С другой стороны уменьшается индукg5 тивность части реактора 9 и увелиотпайкам нелинейных реакторов 9 и 10.

Устройство работает следующим образом.

На. рабочие тиристоры 1 и 2 и коммутирующие тиристоры 11 и 12 в определенной последовательности подаются управляющие импульсы. Тиристоры 1 и 2 поочередно проводят ток. Для включения очередного ра10 бочего тиристора 1 (2) предыдущий

2 (1) должен быть включен. Эту функцию выполняет коммутационный блок, обведенный на чертеже пунктиром. Указанный блок может выполняться. по. любой другой из известных схем. При включении коммутирующего тиристора создается импульс тока, в 2-4 раза превышающий ток нагрузки и направленный навстречу рабочему току тиристоров 1 и 2.

Нелинейные реакторы 9 и 10 в цепи рабочих тиристоров ограничивают скорость нарастания тока и напряжения, снижают потери в тиристорах на этапе включения и совместно с RC-цепями уменьшают скачки напряжения на вентилях.

При выключении рабочего тиристора 1 (или 2) током коммутационного узла реактор 9 (или 10) дол30 жен быть перемагничен для подготовки к включению в следующий период.

Подобное решение применяется в высоковольтных инверторах, потому что размещение на сердечниках ре35 акторов 9,и 10 дополнительных размагничивающих обмоток, практикуемое в низковольтных установках, затруд-, нено в связи со сложностью обеспечения требуемого уровня изсляции.

40 На фиг. 2 показаны диаграммы напряжения U на коммутирующем конденсаторе 14 коммутирующего тока Iy, и тока нагрузки тиристора

I, а также напряжения Б 1 на проти45 вофазном тиристоре, не проводящем ток. В момент времени и 1 > 1,, когда разница Iy - Iн достигнет необходимой величины, реактор 9 перемагничивается. В момент времени й5 напряжение конденсатора 14

50 делится между индуктивностями реакторов 9 и 13. Напряжение, прикла-1008868 L

Ц Ч9

Wo с LK+KWo Ыо б @ted

Фиг;2

Составитель Г. Мыцык

Редактор Л. Пчелинская Техред A.À÷

Корректор А. ДзяткоЗаказ 2356/66 Тираж 685

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и .открытий

113035., Москва, Ж-35» Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 чивается автотрансформаторный эф фект. С учетом .действия указанных

Факторов напряжение на реакторе 9 равно где Е, Ьo — индуктивность коммутирующего реактора и части реактора 9-с отпайкой;

У9,, И0 — числа витков реактора

9 и его отпайки;

Uo — напряжение на конденсатореу

К - коэффициент пропорциональности.

Учитывая, что обычно L - -Ly, из укаэанной формулы получают, что уменьшение числа витков W отпайки реактора 9 ведет к снижению выброса напряжения на противоположном плече инвертора. Однако черезмерное уменьшение %0 недопустимо, так как может привести к тому, что реактор 9 не будет перемагничиваться.

В крайних случаях Мо О и Wy Wj. получают Ч9= 0 и U<= - °

Ус

5 ь

Исходя Из условий надежного пе.ремагничивания Z принимается равным 0,5-0,8 в зависимости от соотношения амплитуды коммутационного тока и тока нагрузки.

Таким образом подключение коммутационного узла к отпайкам не.линейных рабочих реакторов ведет к снижению выбросов напряжения на

15-25%, что требует меньшего класса тиристоров. Это особенно важно в высоковольтных установках, где вентили до нескольких десятков-со20 тен включаются последовательно. Такое решение позволяет снизить стоимость и габариты установки.