Инвертор

 

ИНВЕРТОР, содержащий два трехфазных тиристорных моста с коммyтиpyюD ими конденсаторами .в диагоналях переменного тока и трехфазный трехобмоточный трансформатор, одна первичная обмотка которого соединена в звезду, другая - в треугольник, причем каждая из обмоток подключена к выводам переменного тока соответствующего тиристорного моста-, а также два дросселя, один из которых включен между положительным входным выводом и анодной группой первого моста, соединенной с катодом первого из двух диодов, причем катодная группа указанного моста соединена с отрицательным входным выводом непосредственно , отличающийся (Л тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, другой дроссель с включен между отрицательным входным выводом и катодной группой второго § моста, соединенного анодной группой с положительным входным выводом непосредственно , анод второго диода подключен к катодной группе второго моста, а обмотки дросселей снабжены ел отводами, причем анод первого диода соединен с отводом от обмотки второэо 00 го дросселя, а катод второго диода с отводом от обмотки первого дросселя .

„„SU.„1115183 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

g(g) Н 02 M 7/515

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHONlV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3. Авторское № 788308, кл, Н

4. Авторское № 936298, кл. Н

5. Авторское

¹ 996611007777, кл. Н

6. Авторское № 873360, кл. Н (прототип). свидетельство СССР

02 M 7/515, 1980. свидетельство СССР

02 М 7/515, 1982. свидетельство СССР

02 И 7/515, 1982. свидетельство СССР

02 M 7/515, 1981

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ в (21) 3612517/24-07 (22) 30.06.83 (46) 23.09.84. Бюл. № 35 (72) И.И. Кантер, И.И. Артюхов, Ю.Б. Томашевский и Н.П. Иитяшин (71) Саратовский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.314.572(088.8) (56) 1. Кантер И.И. Статические преобразователи частоты. Саратов, Изд-во СГУ, 1966, с. 98, рис. 2-36,б.

2, Применение ЭВИ для анализа и проектирования вентильных преобразователей. Тезисы докладов научно-технического семинара. Саратов, 1977, с. 13, рис. 1. (54)(57) ИНВЕРТОР, содержащий два трехфазных тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами .в диагоналях переменного тока и.трехфазный трехобмоточный трансформатор, одна первичная обмотка которого соединена в звезду, другая — в треугольник, причем каждая из обмоток подключена к выводам переменного тока соответствующего тиристорного моста., а также два дросселя, один из которых включен между положительным входным выводом и анодной группой первого моста, соединенной с катодом первого из двух диодов, причем катодная группа указанного моста соединена с отрицательным входным выводом непосредственно, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, другой дроссель включен между отрицательным входным выводом и катодной группой второго моста, соединенного анодной группой с положительным входным выводом непосредственно, анод второго диода подключен к катодной группе второго моста, а обмотки дросселей снабжены отводами, причем анод первого диода соединен с отводом от обмотки второго дросселя, а катод второго диода— с отводом от обмотки первого дросо селя.

1115183

Изобретение относится к, силовой преобразовательной технике и может

1быть использовано для электроснабжения цехов на повышенных частотах, для электроприводов турбокомпрессорных установок микрокриогенной техники, работающих на частотах выше 1500 Гц, а также для питания других многофазных потребителей электроэнергии повышенной частоты при 10 высоком ее качестве.

Известен инвертор, содержащий два трехфаэных тиристорных моста со сглаживающими реакторами в цепях пи-.

15 тания и коммутирующими конденсаторами в диагоналчх переменного тока, а также трехфазный трехобмоточный трансформатор, одна первичная обмотка которого соединена звездой, другая — треугольником, причем каждая иэ обмоток подключена к выводам переменного тока соответствующего тиристорного моста, Инвертор наряду с увеличением мощности в единице оборудования позволяет получить значительное улучшение формы кривой выходного напряжения $11.

Однако при работе на повышенных частотах, когда величины углов запирания достигают 40-50 эл.град.

30 (и более), небольшие изменения параметров нагрузки приводят к существенным колебаниям выходного напряжения. При этом оказывается невозможной работа инвертора на холостом ходу,что ограничивает область его применения.

Введение в указанную схему инвер- . тора вентильно-реакторных цепей компенсации реакторной мощности комму" 40 тирующих конденсаторов позволяет уменьшить до допустимых значений зависимость величины выходного напряжения от параметров нагрузки L21-Г51, Однако это приводит в значительной 45 мере к усложнению схемы и ухудшению массогабаритных показателей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является инвертор, содержащий два трехфаэных ти-50 ристорных моста, анодные группы которых подключены к положительному входному выводу через обмотки. сглаживающих реакторов, а катодные группы соединены между собой и образуют отрицательный входной вывод инвертора, две группы коммутирующих конденсаторов, подключенных к выводам переменного тока тиристорных мостов, трехфазный трехобмоточный трансфор- матор, одна первичная обмотка кото" рого соединена в звезду, другая — в треугольник, причем каждая из обмоток подключена к выводам переменного тока соответствующего тиристорного моста, а также два диода, катоды которых подключены к анодным группам тиристорных мостов, а аноды через компенсирующий реактор соединены с катодными группами тиристорных мос" тов i61.

Поддержание выходного напряжения инвертора в заданных пределах при колебаниях параметров нагрузки обеспечивается цепями силовой импульсной отрицательной обратной связи по углу запнрания, которые образованы с помощью диодов и компенсирующего реактора. Установленная мощность последнего определяется избыточной реактивной мощностью компенсирующих . конденсаторов, высвобождающейся при уменьшении нагрузки. Если параметры потребителей, подключенных к выходу инвертора, изменяются в широких пределах, то установленная мощность компенсирующего реактора становится соизмеримой с установленной мощностью сглаживающих реакторов. Наличие трех электромагнитных аппаратов с раздельными магнитными системами приводит к увеличению массы и габаритов инвертора и усложнению его конструкциие

Целью изобретения является улучт шение массогабаритных показателей инвертора.

Указанная цель достигается тем, что в инверторе, содержащем два трехфазных тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока и трехфазный трехобмоточный трансформатор, одна пер" вичная обмотка которого соединена в звезду, другая — в треугольник, причем каждая из обмоток подключена к выводам переменного тока соответствующего тиристорного моста, а также два дросселя, первый из которых включен между положительным входным выводом и анодной группой первого моста, соединенной .с катодом первого цз двух диодов, причем катодная группа указанного моста соединена с отрицательным входным выводом непосредственно, другой дроссель вклюЭ 1115 чен между отрицательным входным выводом и катодной группой второго моста, соединенного анодной группой с положительным входным выводом непосредственно, анод второго диода подключен к катодной. группе второго моста, а обмотки дросселей снабжены отводами, причем анод первого диода соединен с отводом от обмотки второго дросселя, а катод второго диода — !О с отводом от обмотки первого дросселя.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема инвертора.

Инвертор содержит два трехфаэных тиристорных моста 1 и 2 с коммутирующими конденсаторами 3 и 4 в диагоналях переменного тока, трехфазный трехобмоточный трансформатор 5, первичная обмотка 6 которого соеди- 2п иена в треугольник и подключена к выводам переменного тока моста 1, а обмотка 7 соединена в звезду и подключена к выводам переменного тока моста 2, дроссели 8 и 9, причем об- 25 мотка дросселя 8 включена между положительным входным выводом и анодной группой моста 1, а обмотка дросселя 9 включена между отрицательным входным выводом и катодной груп- ЗО пой моста 2, и диоды 10 ь 11, причем катод диода 10 соединен с анодной группой моста 1, а анод диода 11 с катодной группой моста 2. Обмотки дросселей 8 и 9 снабжены отводами, при этом анод диода 10 соединен с отводом от обмотки дросселя 9, а катод диода 11 — с отводом от обмотки дросселя 8.

На схеме также обозначены части

12 и 13 обмоток между входными выводами и отводами.

Инвертор работает следующим образом.

Тиристорные мосты 1 и 2 осущест- 45 вляют преобразование постоянного напряжения в переменное трехфазное напряжение. Так как первичные обмотки 6 трансформатора 5 соединены треугольником, а обмотки 7 — звездой, 50 то между соответствующими линейными напряжениями должен быть обеспечен сдвиг фаз, равный 30 эл.град., что достигается сдвигом во времени управляющих импульсов, подаваемых íà 55 управляющие электроды одноименных . тиристоров мостов 1 и 2 ° Кроме того, число витков первичных обмоток 6, 183 4 соединенных в треугольник, должно быть в 3 раз больше, чем число витков обмоток 7, соединенных в звезду.

Чем точнее выполняются эти условия, тем ближе к синусоидальной форма выходного напряжения инвертора.

Жесткость внешней характеристики инвертора обеспечивается системой импульсной стабилизации, которая состоит из диодов 10,11 и частей

12, 13 обмоток дросселей 8 и 9 соответственно и функционирует при углах запирания больше 60 эл.град.

Такой режим работы может имвть место в двух случаях: при разгрузке инвертора (режим холостого хода или близкой к нему) и в номинальном режиме, когда инвертор работает на частотах, при которых угол, соответствующий минимально допустимому времени запирания для данного типа тиристоров, превышает 60 эл.град.

Если Я 60 эл.град., то после очередной коммутации тиристоров моста

1 напряжение на его выводах постоянного тока имеет отпирающую для диода 10 полярность в течение времени, соответствующего углу -60 .

При отпирании диода 10 часть 13 об мотки дросселя 9 подключается параллельно соответствующему конденсатору 3, в результате чего через нее протекает импульс тока длительностью

2 (y-60 ) .

Через 30 эл.град. после коммутации тиристоров моста 1 происходит коммутация соответствующих тиристоров моста 2, в результате чего cosдаются условия для отпирания диода

11 и подключения части 12 обмотки дросселя 8 на соответствующее линейное напряжение моста. Импульсы тока, протекающие по частям 12 и 13 обмоток, ускоряют перезаряд конденсаторов 3 и 4 тем интенсивнее, чем больше угол превышает 60 эл.град., тем самым ограничивается возрастание напряжения на .конденсаторах 3 и 4 и соответственно выходного напряжения при уменьшении нагрузки.

Данная схема по сравнению с из,вестной содержит меньшее количество электромагнитных аппаратов, что по- . зволяет упростить конструкцию инвертора и улучшить его массогабаритные показатели (масса и габариты дроссельного оборудования инвертора то1115183

Составитель И. Жеребина

Редактор И. Николайчук Техред 3.Палий . Корректор Е. Сирохман

Заказ 6788/42 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ка составляют до 307 массы и габаритов всего устройства в целом).

Выполнение индуктивных элементов схемы компенсации реактивной мощности коммутирующих конденсаторов в виде соответствующих обмоток сглаживающих дросселей позволяет в 1;61,7 раз сократить расход активных материалов на изготовление реакторного оборудования и, в итоге, на 10Б 12Х уменьшить массу и габариты уст-. ройства в целом.