Инвертор

 

ИНВЕРТОР,-содержащий подключенные к входным выводам мост силовых тиристоров и мост обратных диодов , причем выводы переменного тока мостов подключены к фазным выходным выводам, а также по два коммутирующих конденсатора на каждую фазу и блок управления, отличающийс я тем, что, с целью улучшения его массогабаритных показателей и увеличения КПД, каждая фаза инвертора снабжена двумя диодами, двумя резисторами и отдельным трехобмоточным коммутирующим трансформатором с двумя вторичными и одной первичной 66мотками , казвдый из двух .силовых тиристоров фазы шунтирован посггедовательной цепочкой из вторичной обмотки коммутирующего трансформатсра, коммутирующего конденсатора и диоде зашунтированного резистором, первичная обмотка коммутирующего трансфор (Л матора подключена к соответствующеС му выходу блока управления.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„SU„„1107236 А

3(Я) Н 02 M 7/515

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3597068/24-07 (22) 01 . 06. 83 (46) 07. 08. 84. Вюл. Ф 29 (72) В.Н.Васильев и С.А. Рекунов (53) 621. 314. 572 (088.8) (56) 1. Власова В.Г. Взрывозащнщенный тиристорный электропривод переменного тока. M., "Энергия", 1977, с. 150.

2. Справочник по преобразовательной технике. Под ред. И.M.×èæåíêo.

Киев, "Техника", 1978, с. 147, рис. 3-52.а. (54)(57) ИНВЕРТОР,-содержащий подклю ченные к входным выводам мост силовых тиристоров и мост обратных диодов, причем выводы переменного тока мостов подключены к фазным выходным выводам, а также по два коммутирующих конденсатора на каждую фазу и блок управления, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения его массогабаритных показателей и увеличения КПД, каждая фаза инвертора снабжена двумя диодами, двумя резисторами и отдельным трехобмоточным коммутирующим трансформатором с двумя вторичными и одной первичной оомотками, каждый из двух .силовых тиристоров фазы шунтирован последовательной цепочкой из вторичнбй обмотки коммутирующего трансформатс„а, коммутирующего конденсатора и диодазашунтированного резистором, первич- Е ная обмотка коммутирующего трансформатора подключена к соответствующему выходу блока управления. С:

1107236

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано для частотного управления асинхронными электродвигателями в злектроприводах грузоподъемных.механизмов, тяговом электроприводе и т.д.

Известны трехфазные инверторы тиристорных преобразователей частоты со звеном постоянного тока, со- 1О держащие трехфазный мост рабочих тиристоров и обратных диодов, коммутирующие конденсаторы, диоды и дроссели 1 3.

Недостатки данных устройств 15 сложность из-за наличия большого количества элементов в схеме; потери потребляемой энергии из-за наличия цросселей в цепи силовых тиристоров; низкий КПД; значительные массогаба- 20 ритные параметры и стоимость, что затрудняет их широкое применение.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае25 мому результату является автономный трехфазный инвертор, содержащий трехфазный мост силовых тиристоров и мост обратных диодов, подключенных к входным выводам, а также дроссель с центральным выводом для подключения на30 грузки и по два коммутирующих конденсатора на каждую фазу f2 l.

Недостатками известного ус тр ойства являются наличие дросселя с силовой цепи тиристоров, что увеличивает 35 массогабаритные показатели, потери и уменьшает КПД; невозможность осуществления метода широтного или широтно-импульсного регулирования выходного напряжения из-за того, что

40 открытый тиристор фазы запирается при открывании закрытого тйристора, т.е. нельзя осуществить раздельную коммутацию тиристоров; низкая надежность дросселей вследствие их пере45 грева при повышении частоты управле-. ния инвертором.

Целью изобретения является увеличение КПД и улучшение массогабаритных показателей.

Поставленная. цель достигается тем, что в инверторе, содержащем подключенные к входным выводам мост силовых тиристоров и мост обратных диодов причем выводы переменного тока 55

Ъ мостов подключены к фазным выходным выводам, а также по два коммутирующих конденсатора на каждую фазу и блок управления, каждая фаза инверто ра снабжена двумя диодами, двумя резисторами и отдельным трехобмоточным коммутирующим трансформатором с двумя вторичными и одной первичной обмотками, каждый из двух силовых тиристоров фазы шунтирован последовательной цепочкой из вторичной обмотки коммутирующего трансформатора, коммутирующего конденсатора и диода, зашунтированного резистором, а первичная обмотка коммутирующего трансформатора подключена к соответствующему выходу блока управления.

На чертеже приведена схема трехфазного инвертора. ,Инвертор содержит трехфазный мост силовых тиристоров 1-6, коммутирующие тиристоры 7-9, трехфазный мост обратных диодов 10-15, встречно включенные с коммутирующими тиристорами коммутатора диоды 16-18, диоды 19-24 и шунтирующие их резисторы 25-30, включенные в контуры силовых тиристоров, коммутирующие конденсаторы

3i-36 контуров силовых тиристоров инвертора, входной блокировочный конденсатор 37, фазные конденсаторы

38-40 коммутатора, коммутирующие трансформаторы 41-43 инвертора с вторичными 44-49 и первичными 50-52 обмотками, дроссель 53 в цепи дополнительного заряда конденсаторов 38-40 коммутатора, диоды 54-56 фазных контуров коммутации, шина 57 минус и шина 58 плюс источника питания, трехфазный выход 59-61 инвертора и асинхронный короткозамкнутый электродвигатель 62.

Оптимальные номиналы элементов схемы выбираются из расчета параметров применяемого электродвигателя. Устройство работает следующим образом.

Тиристоры отпираются в таком порядке: 1-6-3 — 2-5-4-1. Пусть в исходном состоянии открыт рабочий тиристор 1, а конденсатор 38 коммутатора заряжен в предыдущем интервале работы инвертора, тогда конденсатор 31 разряжен по цепи конденсатор 31 резистор 25 — первичная обмотка 44— открытый силовой тиристор 1 — конден- сатор 31.

Для запирания силового тиристора

1 отпирается коммутирующий тиристор

7 и конденсатор 38 разряжается на вторичную обмотку 50 фазного транс1107236 форматора 41. Трансформированный импульс во вторичной обмотке 44 прикладывается в обратной полярности к тиристору 1 через диод 19, а также резистор 25 и разряженный конденсатор 5

31 и запирает его.

Импульс трансформируется также в обмотку 45, но так как тиристор 2 закрыт и конденсатор 32 заряжен по цепи шина 57 минут — тиристор 1 — об- 1О мотка 45 — параллельная цепочка из . диода 20 и резистор 26 — конденсатор

32 — шина 58 плюс, то цепь для индуктируемого напряжения в обмотке 45 оказывается разомкнутой вследствие большого сопротивления конденсатора 32;

В режиме работы инвертора с углами открытых состояний рабочих тиристоров, близким к 180 дополнительно тиристор l может запираться от контура силового тиристора 2 при его включении. Например, при включении силового тиристсра 2 конденсатор 32 разряжается через резистор 26 и обмотку 45, создавая колебательный процесс, отрицательная полуволна которого замыкается не только на включаемый силовой тиристор 2, но и на диод

10 обратного моста, открывая его в 30 прямом направлении, создавая на нем падение напряжения, близкое к нулю, в результате чего силовой тиристор 1, включенный параллельно диоду 10, запирается. 35

При запирании тиристора 1 ток из него переходит в параллельную цепочку конденсатор 31 — диод 19 — параллельный ему резистор 25 — обмотка 44, 4б а когда конденсатор зарядится ток в фазе 61 прекращается и энергия противо-ЭДС замыкается через обратные диоды моста. При открывании тиристора 2 заряженный конденсатор 32 разряжается чер з активное сопротивление 26 на вторичную обмотку 45 своего трансформатора, вызывая в ней импульс тока, который транспортируется в обмотку 50 через диод 16, заряжает конденсатор 38 коммутатора, подготавливая его для очередного интервала работы инвертора. Одновременно конденсатор 38 может дополнительно заряжаться по цепи шина 57 минус— конденсатор 38 — диод 54 — дроссель

53 — шина 58 плюс.

При работе инвертора на асинхронный двигатель амплитуды напряжений колебательных контуров фаэных трансформа. оров могут взаимно влиять на работу силовых тиристоров, частично искажая их форму напряжения, поэтому при включении силовых тиристоров инвертора конденсаторы разряжаются на обмотки трансформаторов через сопротивления 25-30, в результате чего амплитуды напряжений уменьшаются и исключается указанное влияние.

Импульсы для запирания силовых тиристоров проходят через диоды 19-24 в прямом направлении.

Таким образом, исключение дросселей из цепи силовых тиристоров позволяет увеличить КПД, уменьшить массогабаритные показатели инвертора. Увеличение обратных напряжений, прилагаемых к рабочим тиристорам для их запирания, и возможность индивидуальной коммутации позволяет увеличить нагрузочную способность инвертора и обеспечить возможность широтно-импульсного метода регулирования выходного напряжения.

1107236

Составитель В.Авдеев

Редактор И.Николайчук Техред M. Надь Корректор Н. Яцола

Заказ 5773/40 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4