Автономный инвертор напряжения

 

АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР НАПР ЖЕНИЯ, содержащий трехфазньм мост основных тиристоров, шунтированны обратными диодами, подключенный параллельно ему полумост из двух включенных последовательнокоммут рующих тиристоров, три распредели тельные цепочки, каждая из которых состоит из двух встречно-параллельно соединенных тиристоров, одни , выводы распределительных цепочек объединены, а другие подключены к соответствующим фазным выводам трехфазного моста основных тиристоров и обратных диодов, и коммутирующую последовательную цепочку, состоящую из дросселя и конденсатора, дроссельный вывод которой подключен к точке соединения коммутирующих тиристоров полумоста, а конденсаторный - к объединенным выводам распределительных цепочек, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем улучшения коммутационной устойчивости, в него дополнительна вв.ёден полумост из двух включенных последовательно вспомогательных тиристоров, образующий с полумостом коммутирующих тиристоров мостовую схему, в диагональ переменного тока которой включен дроссель коммутирующей цепочки. 7 i А i i f.f

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ К

РЕСПУБЛИК (19) Ш) 3@у Н 02 M 7/515

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (21) 3623935/24-07 (22) 21.07.83 (46) 23.11.84. Бюл ..И-" 43 (72) О.Г. Булат ов, P . Г. Гуния, О.Б. Одынь и С.В..Одынь (?1) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический .институт (53) 624.314.58(088.8) (56) 1. Забродин- Ю.С. Автономные тиристорные инверторы с широтно-. импульсным регулированием. M °, 1977, с. 65, рис. 3-1.

2. Бернштейн А.Я. и др. Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе. И, 1980, с. 80, рис. 3-20 (прототип). (54) (57) АВТОИОИНЫИ ИНВЕРТОР HAIIPR

ЖЕНИЯ., содержащий трехФазный мост основных тиристоров, шунтированных обратными диодами, подключенный параллельно ему полумост иэ двух

-.включенных последовательно.коммутирующих тиристоров, три распределительные цепочки, каждая из которых состоит иэ двух встречно-параллельно соединенных тиристоров, одни выводы распределительных цепочек объединены, а другие подключены к со. ответствующим фаэным выводам трехфазного моста основных тиристоров и обратных диодов, и коммутирующую последовательную цепочку, состоящую иэ дросселя и конденсатора, дроссельный вывод которой подключен к точке соединения коммутирующих тиристоров полумоста, а конденсатор.ный — к объединенным выводам распределительных цепочек, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности путем улучшения коммутационной устойчивости, в него дополнительно введен полумост из двух включенных последовательно вспомогательных тиристоров, образующий с полумостом коммутирующих тиристоров .мостовую схему, в диагональ переменного тока которой включен дроссель коммутирующей цепочки.

1125719

Недостаток известного автономного инвертора напряжения — низкая надежность, что связано с существенным спадом времени 1 необходимого д я выключения Основных тиристоров 55 тока нагрузки. Существенное уменьше- ° ние 10 Р при увеличении тока нагрузки снижает коммутационную устойчиИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропривода переменного тока и источниках гарантированного электропитания. 5

Известны схемы автономных инверторов напряжения на однооперационных тиристорах с узлами принудительной коммутации, содержащие фаэны" ,цепочки, состоящие из двух полумос- 10 тон основных и коммутирующих тирис— торов„ и коммутирующие цепочки, состоящие из дросселя и конденсатора Ц

Однако в данном устройстве время, предоставляемое для выключения l5 основных тиристоров при малых изменениях тока нагрузки, протекающего через основной тиристор перед началом его выключения, недостаточно для надежной работы. 20

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является автономный инвертор напряжения, содержащий трехфазный мост основных тиристоров, шунтиронанных обратными 25 диодами, подключенный параллельно ему полумост из двух включенных последовательно коммутирующих тиристоров, три распределительные цепочки; каждая иэ которых состоит из двух встречно †параллель соединен— ных тиристоров, одни выводы распределительных цепочек объединены, а другие подключены к соответствующим фазным выводам трехфазного моста основных тиристоров и обратных диодов, и коммутирующую, последовательную цепочку, состоящую из дросселя и конденсатора, дроссельный вывод которой подключен к точке соединения коммутирующих тиристоров полумоста, а конденсаторный — к объединенным выводам распределительных цепочек., Инвертор содержит всего одну коммутирующую С -цепочку, что позволяет обеспечить хорошие массогабаритные ноказатепи. В то же время благодаря наличию распределительных тиристо. ров достигается пофазная коммутация основных тиристоров (2) . вость и увеличивает вероятность аварий инвертора, работающего в широком диапазоне изменения тока нагрузки.

Целью изобретения является повышение надежности автономного инверто- . ра напряжения путем улучшения его коммутационной устойчивости.

Поставленная цель достигается тем что в автономный инвертор напряжения, содержащий трехфазный мост основных тиристоров, шунтированных обратными диодами, подключенный параллельно ему полумост из двух вклю- ченных последовательно коммутирующих тиристоров, три распределительные цепочкИ, каждая из которых состоит из двух встречно-параллельно соединенных тиристоров, одни выводы распределительных цепочек объединены, а другие подключены к соответствующим выводам трехфазного моста основных тиристоров и обратных диодов, и коммутирующую последовательную цепочку, состоящую из дросселя и конденсатора, дроссельный вывод которой подключен к точке соединения коммутирующих тиристоров полумоста, а конденсаторный — к объединенным выводам распределительных цепочек, дополнительно введен полумост из двух включенных последовательно вспомогательных тиристоров, образующий с полумостом коммутирующих тиристоров мостовую схему, в диагональ переменного тока которой включен дроссель коммутирующей цепочки.

На чертеже представлена схема автономного инвертора напряжения.

Устройство содержит трехфазный мост основных тиристоров 1-6, « унтированных обратными диодами. 7-12, подключенный параллельно ему полумост из двух включенных последовательно коммутирующих тиристоров 13 и 14, три распределительные цепочки, каждая из- которых состоит соответственно из двух встречно-параллельно соединенных тиристоров 15 и 16, 17 и 18, 19 и 20, одни выводы распределительных цепочек объединены, а другие подключены к соответствующим фазным выводам трехфазного моста основных тиристоров и обратных диодов, и коммутирующую последовательную цепочку, состоящую из дросселя 21 и квнденсатора 22, дроссельный вывод кото- рой подключен к точке соединения коммутирующих тиристоров, а конден11257

3 саторный — к объединенным выводам распределительных цепочек, а также полумост из двух включенных последовательно вспомогательных тиристоров .

23 и 24, образующих с полумостом коммутирующих тиристоров мостовую схему, в диагональ переменного тока которой включен дроссель коммутирующей цепочки. .Коммутационные процессы в авто- 10 номном инверторе напряжения протекают следующим образом.

Пусть, например, ток проводят основные тиристоры 1, 3 и 5, а коммутирующий конденсатор 22 заряжен 15 до напряжения tl ä при положительном потенциале на правой обкладке. Такая полярность напряжения на коммутирующем конденсаторе при пуске инверто,ра обеспечивается одновременной по- 2п дачей отпирающих импульсов управления на тиристоры 1, 16 и 14. Это при-, водит к образованию колебательного контура, током которого конденсатор

22,заряжается до напряжения11со 2Е л ! О У где Eg — напряжение источника пита-. ния.

Коммутация одного из основных тиристоров инвертора, предположим тиристора 1, осуществляется следующим образом. !

В момент времени поступают стпирающие импульсы управления на тиристоры 13 и 14. В колебательном контуре начинает протекать ток дрос- 35 селя 21, который возрастает во времени по закону i = — t где L

Е, 1, . индуктивность дросселя 21. В момент времени, когда значение то1 ка «< станет равным значению тока 40

I< соответствующей фазы нагрузки, протекающего через основной тиристор 1 перед началом его коммутации, поступает отпирающий импульс управления на распределительный тири!с- 45 тор 15, и он отпирается, а тиристор

24 выключается, поскольку к нему прикладывается обратное аноднос напРЯжение Ц оь - Е,1 -.U, где 0 напряжение конденсатора 22. С момента50 запирания вспомогательного тиристо-.

l9 4 ра 24 ток 1 дросселя 21 переключается в конденсатор 22 и продолжает увеличиваться по квазисинусоидаль;.— ному закону, обусловленному процессом переэаряда конденсатора 22 в колебательном контуре. Через обратный диод 7 протекает ток с„ —, « равный разности токов конденсатора

22 и соответствующей фазы нагрузки.

Тиристор 1 находится под наибольшим обратным напряжением, которое равно падению напряжения на токопроводящем диоде 7 и восстанавливает свои не- проводящие свойства на временном интервале - 1, т. е. до момента . когда ток спадет до тока нагрузки соответствующей фазы и не закроется диод 7.После этого открывается диод 10 и к тиристору 1 прикладывается прямое анодное напряжение. На этом процесс коммутации закан— чивается. !

Таким образом, время СОБ,. предоставляемое основному тиристору

1 для выключения, равно длительности интервала

В известном автономном инверторе, коммутирующий дроссель в котором, как и в предлагаемом инверторе, выФ несен из цепи протекания тока нагруз— ки 1,«, значение времени 1овр существенно спадает при увеличении тока I> что приводит к снижению надежности коммутации и тем самым к снижению в целом надежности работы инвертора.

В предлагаемом автономном инверторе напряжения коммутирующий дроссель перед началом выключения основных тиристоров снабжается током

- 1 что в смысле коммутационных

Ьо И процессов эквивалентно включению дан. ного дросселя в цепь протекания тока нагрузки. Это позволяет обеспечивать пологий характер коммутационной характеристики 4, (1ц) . При этом абсолютное значение времени р в предлагаемом автономном инверторе напряжения. в два раза больше, чем в известном, что повышает его надежность.

ВНИИПИ Заказ 8555/42 Тираж 666 Под»изгое ! !

Филиа» ППП "Патеат", г. Ужгород,у».Проект»аа, 4