Автономный инвертор напряжения

 

АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖ ННЯ, содержащий трехфазные мосты основных тиристоров и обратных диодов , соединенные параллельно и подключенные к клеммам источника питания , однофазный мост коммутирующих тиристоров, аноды которых подсоединены к положительной клемме. источника питания, три коммутирующих трансформатора, две вторичные обмотки каждого из которых включены последовательно с основными тиристорами соответствующих инвертора , средние точки этих обмоток соединены с общими точками соответствующей ветви моста обратных диодов и с цепью нагрузки, а первичные обмотки с последовательно включенными распределительными тиристорами образуют три распределительные цепочки, соединенные параллельно между собой и включенные в диагональ постоянного тока однофазного моста коммутирующих тиристоров с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, линейный дроссель и дозарядный тиристор, о т л и ча ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения путем снижения числа дозарядных тиристоров и линейных дросселей, в него дополнительновведен перезарядный диод, подключенный катодом к положительной клемме источника питания и анодом к Одному из выводов линейного дросселя и к аноду дозарядного тиристора, причем другой вьгеод линейного дросселя подключен к jcaTOASM тиристоров коммутирующего моста, а катод дозарядного тиристора к отрицательной клемме источника питания .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Ц

РЕСПУБЛИК ае 01) 4(51 Н 02 N 7/515

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3571387/24-07 (22) 01.04.83 (46) 23.01.85. Бюл. К - 3 (72) О.Г. Булатов, О.Б. Одынь, С.В. Одынь и И.3. Фурманэк (ПНР) (71) Иосковский ордена Ленина и ор- дена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 621.314 ° 572(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 892625, кл. Н 02 И 7/515, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

9 838971, кл. Н 02 N 7/515, 1979. (54)(57) АВТОНОИНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕ

НИЯ, содержащий трехфазные мосты основных тиристоров и обратных диодов, соединенные параллельно и подключенные к клеммам источника питания, однофазный моет коммутирующих тиристоров, аноды которых подсоединены к положительной клемме . источника питания, три коммутирующих трансдюрматора, две вторичные обмотки каждого из которых включены последовательно с основными тиристорами соответствующих Ьаз инверто.ра, средние точки этих обмоток соединены с общими точками соответствующей ветви моста обратных диодов и с цепью нагрузки, а первичные обмотки с последовательно включенными распределительными тиристорами образуют три распределительные цепочки, соединенные параллельно между собой и включенные в диагональ постоянного тока однойазного моста коммутирующих тиристоров с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, линейный дроссель и дозарядный тиристор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения путем снижения числа дозарядных И тиристоров и линейных дросселей, в него дополнительно введен перезарядный диод, подключенный катодом к положительной клемме источника питания и анодом к одному из выводов линейного дросселя и к аноду дозарядного тиристора, причем другой . вывод линейного дросселя подключен к катодам тиристоров коммутирующего моста, а катод дозарядного тиристора, к отрицательной клемме источника питания.

1 11362

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для любого варианта схемы тиристорного инвертора напряжения с однофазной и трехфаэной нагрузкой. 5

Известны схемы автономных инверторов напряжения с узлами коммутации основных тиристоров, содержащими общий однофазный тиристорный мост, э диагонали переменного тока которо- 10 го включен коммутирующий конденсатор f1) .

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигае- 15 мому результату является схема автономного инвертора напряжения; содержащего трехфазные мосты основных тиристоров и обратных диодов, соединенные параллельно и подключенные к,клеммам источника питания, однофазный мост коммутирующих тиристоров, аноды которых подсоединены к положительной клемме источника питания три коммутирующих транс- 25 форматора, две вторичные обмотки каждого из которых включены после довательно с основными тиристорами соответствующих Лаз инвертора, средние точки этих обмоток соединены 5п с общими точками соответствующей ветви моста обратных диодов и с нагрузкой, а первичные обмотки с последовательно подключенными распределительными тиристорами образуют три распределительные цепочки, соединенные параллельно между собой и включенные в диагональ постоянного тока однофаэного моста коммутирующих ТНрНсТороВ> коммутирующий кон 4р денсатор, включенный в диагональ переменного тока, линейный дроссель и дозарядный тиристор. В данной схеме инвертора осуществляется повентильная коммутация основных тирис- 45 торов последовательного типа, благо даря которой обеспечивается хороший гармонический состав выходного напряжения, а также жесткость выходной и линейность регулировочной характеристик инвертора (2 .

Недостаток известного устройст ва заключается в его относительной сложности, обусловленной наличием относительно большого числа элементов схемы и высокими требованиями, предъявляемыми к конструкции коммутирующих трансформаторов.

82 Ь

Целью изобретения является упрощение инвертора путем снижения числа доэарядных тиристоров и линейных дросселей и использования более простых по конструкции коммутирующих трансформаторов.

Поставленная цель достигается тем, что в автономный инвертор напря%ения, содержащий трехфазные мосты основных тиристоров и обратных диодов" соединенные параллельно и подключенные к клеммам источника питания, однофазный мост коммутирующих тириса торов, аноды которых подсоединены к положительной клемме источника питания, три коммутирующих трансформатора ве вторичные обмотки каждого из которых включены последовательно с основными тиристорами соответствующих фаз инвертора, средние точки этих . обмоток соединены с общими точками соответствующей ветви моста обратных диодов и с цепью нагрузки, а пер> вичные обмотки с последовательно подключенными распределительными тиристорами образуют три распределительные цепочки, соединенные параллельно между собой и включенные в диагональ постоянного тока однофазного моста коммутирующих тиристоров, -коммутирующий конденсатор, включенный в диагональ переменного тока, линейный дроссель и дозарядный тиристор, дополнительно введен перезарядный диод, подключенный катодом к положительной клемме источника питания и анодом к одному из выводов линейного дросселя и к аноду доэарядного тиристора, причем другой вывод линейного дросселя подключен к катодам тиристоров коммутирующего моста, а катод дозарядного тиристора — к отрицательной клемме источника питания.

На фиг. 1 представлена принципиаль ная схема автономного инвертора напряжения, на фиг.,2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства на интервале коммутации.

Инвертор содержит параллельно соединенные трехфаэные мосты основных тиристоров 1-6 и обратньм диодов 7-12 подключенные к нагрузке .13, а также однофазный мост коммутирующих тиристоров 14-17 и три коммутирующих транс- форматора 18-20, вторичные обмотки

21-26 которых. включены последовательно основным .тиристорам соответствуют=2

3 11362 щей фазы инвертора, а первичные обмотки 27-29 с последовательно подключенными распределительными тиристорами 30-32 образуют три распределительные цепочки, соединенные параллельно между собой и подключенные в диагональ постоянного тока однофазного моста коммутирующих тиристоров. В эту же диагональ моста включены последовательно соединен- »О ные переэарядный диод 33 и линей ный дроссель 34, с общей точкой которых соединен анодом зарядный тиристор .35, а в диагональ переменного тока однофазного моста коммутирующих тиристоров включен коммутирующий конденсатор 36.

Инвертор на интервале коммутации работает следующим образом.

Пусть в начальный момент времени 20 открыты THpHcTopbE 1, 3 и 5, а напряжение на коммутирующем конденсаторе 36 имеет положительный потенциал на правой обкладке.

В момент времени 1» начинается процесс коммутации тиристора 1. Для выключения данного тиристора подают отпирающие импульсы управления на тиристоры 14, 16 и 30. После их

Ф отпирания конденсатор 36 начинает перезаряжаться по двум контурам— через линейный дроссель 34 и через первичную обмотку 27 коммутирующего трансформатора 18, причем период пере> заряда приближенно (беэ учета резистивных потерь) выражается формулой где С вЂ” значение емкости коммутирующего конденсатора. 36; — значение приведенной к

Г первичной обмотке 27 индуктивности трансформатора 18;4$ — значение индуктивности ли, 1 нейного дросселя 34.

Из Аормуль» следует, что в данном инверторе период Т является функцией не только значений L и С, но и $0 значения L> . Требуемое время Т в известном устройстве при заданном значении емкости С (это значение определяется необходимой для выключения тиристоров. 1-6 энергией, накап- SS ливаемой в конденсаторе 36) мож»»о обеспечить только изготовлением коммутирующих трансформаторов со строго

82 4 определенным значением индуктивности что представляет сложную технологическую задачу. В данном устройстве появляется дополнительная возмог ность регулирования значения периода т путем выбора значения „ . Получить требуемое значение индуктивности для дросс ля 34 несравненно проще, чем для коммутирующих трансформаторов, 18-20, поскольку одновременно не ставится задача обеспечения сильной магнитной связи между обмотками.

На первичной обмотке 27 в моментt» появляется напряжение, равное (без учета падения напряжения в проводящих тиристорах 14, 16 и 30) напряжению на конденсаторе 36. Это. напряжение трансформируется на вторичные обмотки 21 и 24. Коэффициент трансформации у коммутирующих трансформаторов 18-20 выбирается таким. чтобы на их вторичных обмотках появилось напряжение, значение которого больше напряжения источника питания E3 . В этом случае на запираемом основном тиристоре инвертора (в рассматриваемый коммутационный такт это тиристор 1) в момент появляется импульс обратного .анодного напряжения, а ток фазы А 3 переключается на обратный диод 10, благодаря чему напряжение фазы А U g изменяет полярность на противоположную практически без задержки относительно начала .,процесса коммутации тиристора 1 (интервал tq-tg. занимает около 1 мкс). Это позволяет обеспечить жесткость внешней и линейность регулировочной характеристик инверто ра.

В момент 1$ производят отпирание по цепи управления дозарядного тиристора 35, и начинается процесс дозаряда конденсатора 36 через линейный дроссель 34, доэарядный тиристор 35 и Ед . Наличие источника напряжения Ed в данном контуре поз" воляет восполнить, потери энергии в конденсаторе 36, имеющие место на интервале (»-1 .

В момент t», ток в конденсаторе

36 падает до нуля, тиристоры 14, 16, 30 и 35 выключаются, после чего на вторичные обмотки 21 и 24 лере» стает поступать напряжение с перезаряженного конденсатора 36 и в мо-. мент времени t,7 на тиристоре 1 устаг

Составитель В. Чорба

Редактор И. Николайчук Техред А.Бабинец

Корректор И. Лемчик

Заказ 10299/43 Тираж 646

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113035, Иосква, Ж-35, Рауиская наб., д.4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектнаяч 4 навливается напряжение,, значение которого равно напряжению источника питания инвертора И .

Начиная с момента времени 1 в принципе возможна коммутация очередного основного тиристора инвертора.

В следующий коммутационный такт сначала осуществляют отпирание тиристоров 15 и 17, а также того распределительного тиристора, который обеспечивает подачу обратного анс4 ного напряжения на очередной запираемый

136282 б тиристор инвертора. Затем .спустя время задержки1, = -t» осуществляют отпирание дозарядного тиристора 35.

Регулирование интервала t о„ позg, воляет, как и в известном устройстве, производить регулирование напряжения на конденсаторе, а значит, и амплитуды коммутационного тока, что обеспечивает минимальные ком,1О мутационные потери при работе инвертора.на нагрузку с изменяемым значением тока.