Трехфазный инвертор

 

ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР по авт. св. № 987763, отличающийся тем, что, с целью повьшения функциональной надежности, он снабжен дополнительными тиристорами, подключенными параллельно обмоткам компенсирующих реакторов, при этом аноды дополнительных тиристоров соединены с катодами регулирующих ти- . ристоров.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) За)) Н 02 M 7/515

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHCNVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

/ (61) 987763 (21) 3612929/24-07, .(22) 30.06.83 (46) 23.09.84. Бюл. ¹ 35 (72) И.И. Кантер, И.И. Артюхов и Ю.Б. Томашевский (71) Саратовский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.314.572(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 987763, кл. Н 02 М 7/515, 1981.

А (54) (57) ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР по авт. св. ¹987763,,о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения функциональной надежности, он снабжен" дополнительными тиристорами, подключенными параллельно обмоткам компенсирующих реакторов, при этом аноды дополнительных тиристоров соединены с катодами регулирующих тиристоров.

1115184

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для питания трехфаэным стабилизируемым напряжением потребителей с резкоизменяющимися параметрами, например в системах централизованного электроснабжения на повышенных частотах.

По основному авт. св. 9 987763 известен трехфазный инвертор, содержа- 10 щий мост основных тиристоров со сглаживающим реактором в цепи питания и конденсаторами в диагоналях переменного тока, регулирующие тиристоры, соединенные последователь- 15 но-встречно и анодами подключенные к выводам переменного тока моста основных тиристоров, а также компенсирующие реакторы, размещенные на одном магнитопроводе, одноименные зажимы обмоток которых подключены к точкам соединения катодов регулирующих тиристоров, а другие их зажимы соединены с собтветствующими выводами переменного тока моста основных 25 тиристоров. Стабилизация выходного напряжения в укаэанном инверторе обеспечивается путем компенсации избыточной реактивной мощности коммутирующих конденсаторов. При этом 3п структура компенсирующего устройства (КУ) такова, что инвертор обладает жесткой внешней характеристикой при фиксированном угле сдвига между последовательностями импульсов, управляющих тиристорами инверторного моста и КУ. Это существенно упрощает

t систему управления инвертором Е13.

Однако КУ в данном инверторе обладает достаточно большой инерционностью, в результате чего в переходных режимах,.возникающих, например, при пуске инвертора или скачкообразном изменении параметров его нагрузки, угол запирания может умень- 45 шаться до недопустимо. малых значений.

Это снижает надежность работы инвертора и ограничивает область его возможных применений.

Целью изобретения является повышение функциональной надежности инвертора.

Указанная цель достигается тем, что трехфазный инвертор снабжен до- 55 полнительными тиристорами, подключенными параллельно обмоткам компенсирующих реакторов, при этом аноды дополнительных тиристоров, соединены с катодами регулирующих тиристоров.

На фиг. 1 показана схема инвертора; на фиг. 2 — временные диаграммы напряжений на элементах схемы..

Трехфазный инвертор содержит мост основных тиристоров 1-6 со сглаживающим реактором 7 в цепи питания и конденсаторами 8-10 в диагоналях переменного тока, регулирующие тиристоры 11-16 и компенсирующие реакторы 17-19, которые размещены на магнитопроводе 20, дополнительные тиристоры 21-23, которые подключены параллельно обмоткам 17-19, при этом аноды дополнительных тиристоров соединены с катодами соответствующих регулирующих тиристоров.

Инвертор работает следующим образом.

Мост основных тиристоров 1-6 с реактором 7 в цепи питания формирует на коммутирующих конденсаторах 8-10 трехфазную систему напряжений, по форме близких к синусоидальным. Величина этих напряжений при неизменном входном напряжении и при условии, что коммутация тока с тиристора на тиристор протекает мгновенно, определяется величиной угла запирания /, которая, в свою очередь, зависит от параметров цепи переменного тока, включенной на выходе инвертора.

В эту цепь входят нагрузка(не показана), конденсаторы 8-10 и некоторый эквивалент индуктивного сопротивления, образованный обмотками 17-19 и обьединенными с ними регулирующими 11-16 и дополнительными 21-23 тиристорамн.

Конденсаторы 8-10 обеспечивают компенсацию реактивной мощности нагрузки и коммутацию тиристоров 1-6.

Двухканальное КУ, включающее в себя реакторы 17-19, тиристоры 11-16 и 1-23; осуществляет изменение баланса реактивной мощности в системе инвертор — нагрузка так, что обеспечивается стабилизация выходного напряжения.

Тиристоры 11-16 управляются узкими одиночными импульсами, смещенными по фазе один относительно другого на 60 эл.град., при этом отпирание j --ro регулирующего тиристора происходит с задержкой Cq относительно момента включения K --ro тиристора инверторного моста (к=1 6; 0 =к+10).

Угол управления Ы тиристорамн 11-16, 3 11151 отсчитываемый в сторону опережения относительно момента прохождения соответствующего линейного напряжения через нулевое значение (фиг. 2), в этом случае определяется из выра- 5 жения a4 ЯО р-а„, где Ь вЂ” угол запирания тиристоров 1-6.

Если Я„ 90 +p и соответственно

aL<<30, то через реакторы 17-19 про- 10 текают импульсы тока длительностью

2С4, амплитуда которых может быть сделана достаточно малой соответству3 ющим выбором индуктивности реакторов.

При Е„ с 90 + УГОЛ прОводимОсти 15 регулирующих тиристоров составляет

60 эл. град. независимо от величины причем при заданном Ы„ основное влияние на величину реактивной мощности, отбираемой КУ от конденсаторов 8-10, оказывает величина активного сопротивления контуров компенсации, т.е.

25 где 0 — действующее значение линейного напряжения.

Дополнительные тиристоры 21-33 управляются сдвоенными через 60 эл.град..

30 импульсами, которые формируются с задержкой относительно моментов коммутации соответствующих инверторных тиристоров (фиг. 2). Так, например, первый импульс на тиристор 21 посту- З5 пает через время, соответствующее .углу Е относительно момента коммутации тиристоров 1 и 3. Так как к моменту подачи импульсов на тиристор

21 во включенном состоянии находится регулирующий тиристор 11, то напряжение на обмотке 17 (и соответственно на тиристоре 21) повторяет напряжение U . Это напряжение имеет запирающую для тиристора 1 по84 4 лярность и после выключения последнего сохраняет ее на протяжении угла р . Одновременно с этим напряжение

Ц на этом интервале времени является отпирающим для тиристора 21. Поэтому, если + p, то тиристор 21 открывается и закорачивает обмотку

17 на время, соответствующее углу

2(P-8<). При закорачивании ббмотки

17 эквивалентная индуктивность контура компенсации резко уменьшается цо величины, зависящей от коэффициента связи между обмотками, что пр ..водит к форсированному перезаряду конденсатора 8.

Таким образом, введение в схему инвертора тиристоров 21-23 при указанном алгоритме позволяет создать дополнительный канал регулирования, быстродействие которого ограничено лишь дискретностью закона управления. Величина реактивной мощности Qg потребляемой дополнительным каналом регулирования, при заданных параметрах схемы инвертора и фиксированном значении угла Е зависит от величины угла р и может быть определена из выражения

Я *у — Д Т вЂ” „, (-,Я-sin 2(f ÐÖ где L — собственная индуктивность обмоток 17-19; — коэффициент магнитной связи между обмотками; — круговая частота инвертирования.

Таким образом, регулирующее воздействие КУ представляет собой сумму двух составляющих, одна из которых отрабатывает относительно медленные, но глубокие изменения баланса реактивной мощности, а другая компенсирует резкопеременные колебания параметров нагрузки.

1115184

Заказ 6788/42

Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рау пская. наб., д. 4!5

Филиал ППП "Патейт", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель И. Жеребина

Редактор И. Николайчук Техред M.Гергель 1 орректор Е. Сирохман