Трехфазный инвертор

 

ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий мост основных тиристоров, выводы постоянного тока которого подключены к входным выводам через сглаживающий дроссель, и мост регулирующих тиристоров, выводы постоянного тока которого подключены к одноименным выводам обмоток двухобмоточного компенсирующего дросселя, причем выводы переменного тока указанных мостов соединены между собой и образуют выходные выводы инвертора, к которым подключены коммутирующие конденсаторы, соединенные звездой, отлича1ощийся тем, что, с целью расширения области использования путем расширения диапазона регулирования выходной частоты, он снабжен четырьмя дополнительными тиристорами , которые соединены встречно-последовательно в две разнополярные груЪпы, включенные соответстW вующими вьшодами постоянного тока моста регулирукщих тиристоров и нулевой Точкой звезды коммутирующих конденсаторов, при этом общие точки тиристоров в группах соединены с другими выводами обмоток компенсирующего дросселя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ(НИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 4(51) Н 02 М 7 515

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЬЙ (2i) 3655844/24-07 (22) 24 ° 10.83 (46) 23.02.85. Бюл. )) 7 (72) И.И.Артюхов и О.Е.Мухаев (71) .Саратовский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.314.572(088.8) (56) 1. Ковалев Ф.И. и др. Судовые статические (полупроводниковые) преобразователи. Л., "Судостроение", 1965, с ° 129, рис. 49.

2. Патент США В 3768001, кл. Н 02 М 7/48, 1973 °

3. Авторское свидетельство СССР

У 620002, кл. Н 02 М 7/515, 1975.

4. Авторское свидетельство СССР

N 913531, кл. Н 02 М 7/515, 1982 ° (54)(57) ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий мост основных тиристоров, выводы постоянного тока которого подключены к входным выводам через сглаживающий дроссель, и мост регулирукнцих тиристоров, выводы постоянно-. го тока которого подключены к одноименным выводам обмоток двухобмоточного компенсирующего дросселя, причем выводы переменного тока указанных мостов соединены между собой и образуют выходные выводы инвертора, к которым подключены коммутирующие конденсаторы, соединенные звездой, о т л и ч а to шийся тем, что, с целью расширения области использования путем расширения диапазона регулирования выходной частоты, он снабжен четырьмя дополнительными тиристорами, которые соединены встречно-последовательно в две разнополярные группы, включенные между соответствующими выводами постоянного тока моста регулнрукщих тнристоров и нулевой точкой звезды коммутирукщрх конденсаторов, при этом общие точки тиристоров в группах соединены с другими выводами обмоток компенсирукицего дросселя.

1 1141541

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в системах электро питания на повышенных частотах.

Известны трехфазные инверторы, в которых для стабилизации выходного напряжения применен обратный выпрями-. тель, выводы постоянного тока которого через сглаживающие реакторы подключены к входным зажимам инверто- 10 ра (1) и (23.

Однако в этих устройствах через мост основных тиристоров проходит не только активная мощность нагрузки, но и активная мощность обратного выпрямителя, что приводит к увеличению установленной мощности элементов инвертора.

Известен также трехфазный инвертор, содержащий мост основных тирис- 20 торов, выводы постоянного тока которого соединены с входными выводами через обмотки сглаживающего реактора, и два регулирующих тиристорных моста, между выводами постоянного тока 25 которых включены обмотки компенсирующего реактора, причем выводы пере.менного тока указанных мостов соедиHpíû между собой и подключены к выводам коммутирующих конденсаторов,а обмотки сглаживающего и;-.омпенсирующего реакторов размещены на одном магнитопроводе 13).

Недостатком данного инвертора является его сложность, обусловленная большим количеством регулирующих тиристоров в устройстве компенсации реактивной мощности.

Наиболее близким к изобретению по 40 технической сущности является трехфазный инвертор, содержащий мост основных тиристоров, выводы постоянного тока которого подключены к входным выводам через сглаживающий реак- 45 тор, мост регулируницих тиристоров, выводы постоянного тока которого замкнуты на двухобмоточный компенсирующий реактор, а выводы переменного тока указанных мостов соединены меж- о ду собой и образуют выходные выводы инвертора, к которым подключены коммутирующие конденсаторы, соединенные звездой, при этом обмотки компенсируницего реактора соединены последовательно-встречно, а их общая точка подключена к нулевой точке звезды коммутирующих конденсаторов (4j.

Жесткость вне пней характеристики в инверторе обеспечивается устройством компенсации реактивной мощности, содержащим мост регулирующих тиристоров и двухобмоточный компенсирующий реактор. При этом стабилизация Выходного напряжения в инверторе при заданных пределах изменения нагрузки и заданном значении угла проводимости регулирующих тиристоров возможна только при фиксированной частоте инвертирования, что ограничивает функпиональные возможности инвертора и область его применения.

Целью изобретения является расширение области использсвания путем расширения диапазона регулирования выходной частоты.

Указанная цель достигается тем, что трехфазный инвертор, содержащий

МОСТ ОСНОВНЫХ ТИРИСТОРОВ> ВЫВОДЫ ПО стоянного тока которого подключены к входным выводам через сглаживающий дроссель, и мост регулирующих тиристоров, выводы постоянного тока которого подключены к одноименным выводам обмоток двухобмоточного компенсирующего дросселя, причем выводы переменного тока указанных мостов соединены между собой и образуют выходные выводы инвертора, к которым подключены коммутирующие конденсаторь, соединенные звездой, снабжен четырьмя дополнительными тиристорами, которые соединены встречно-последовательно в две разнополярные группы, включенные между соответствующими выводами постоянного тока моста регулирующих тиристоров и нулевой точкой звезды коммутирующих конденсаторов, при этом общие точки тиристоров в группах соединены с другими выводами обмоток компенсирующего дрбсселя.

На фиг.1 показана схема инвертора, на фиг.2 и 3 — временные диаграммы токов и напряжений -и графики, поясняющие принцип действия инвертора.

Трехфазный инвертор содержит мост основных тиристоров 1-6 с дросселем

7 в цепи питания и мост регулирующих тиристоров 8 13, выводы постоянного тока которого подключены к одноименным выводам обмоток 14 и 15 двухобмоточного компенсирующего дросселя 16.

Выводы переменного тока мостов 1-6 и 8-13 соединены между собой и образуют выходные фазные выводы А, В и

С инвертора; к которым подключены

1141541

3 коммутирующие конденсаторы 17-19, соединенные звездой. Схема инвертора содержит также дополнительные. тиристоры 20-23, соединенные встречно-последовательно в две раэнополярные 5 группы 20, 21 и 22, 23, причем тиристоры 20 и 21 включены между нулевой точкой звезды коммутирующих конденсаторов 17-19.и анодной группой моста 8-13, тиристоры 22 и 23 — между нулевой точкой и катодной группой укаэанного моста. Общая точка анодов тиристоров 20 и 21 соединена с концом обмотки 14 дросселя 16, а общая точка катодов тиристоров 22 и 23 с 15 концом обмотки 15.

Инвертор работает следующим образом.

Коммутирующие конденсаторы 17-19 периодически перезаряжаются в процес-20 .се поочередной работы тиристоров, в результате чего на выходе инвертора формируется трехфазное напряжение с частотой, соответствующей частоте управляющих импульсов. Стабилизация выходного напряжения инвертора осуществляется путем изменения вели-. чины реактивной мощности, потребляемой устройством компенсации, содержащим регулирующие 8-13 и дополнитель- 30 ные 20-23 тиристоры и дроссель 16 с обмотками 14 и 15.

В зависимости от алгоритма управления тиристорами 8-13 и 20-23 воз- . можны два следующих основных режима 35 работы устройства компенсации.

В первом случае (фиг.2) тиристоры

8-13 управляются одиночными импульса. ми в очередности, соответствующей их нумерации. При этом момент подачи 40 управляющего импульса на К-й регулирующий тиристор (K=8,9,..., 13) смещен в сторону запаздывания на угол с относительно момента отпирания (К-7)-го тиристора моста 1-6. Тирис- 45 торы 21 и 23 оставляют закрытыми, а тиристоры 20 и 22 управляются последовательностями импульсов трехкратной частоты, которые формируются путем суммирования импульсов управления5< соответствующих тиристоров 8-13.

При указанном алгоритме управления компенсация избыточной реактивной мощности коммутирующих конденсаторов

17-19.осуществляется путем подключе- 55 ния обмоток 14 и 15 дросселя 16 к участкам фазных напряжений. Так, например, при открывании тиристоров 8 и 20 обмотка 14 подключается параллельно конденсатору 17 и через нее протекает импульс тока, ускоряющий переэаряд конденсатора 17, а при открывании тиристоров 9 и 22 образуетс: контур с участием обмотки 15, ускоря ющий перезаряд конденсатора 19.

Действующее значение основной гар моники фазного тока устройства компенсации описывается выражением

3 = -- (Л - sin? ), л 3ivL где U. — действующее значение фазного напряжения инвертора, L — - индуктивность обмоток компенсируннцего дросселя;

Ы вЂ” круговая частота инвертирования, — угол проводимости регулирующих тиристоров.

При другом;алгоритме управления (фиг.3) тиристоры 8-13 управляются сдвоенными через 60 эл.град. импульсами, тиристоры 20 и 22 остаются закрытыми, а импульсы управления на тиристоры 21 и 23 подают синхронно с импульсами управления соответствующих . регулирующих тиристоров 8-13 ° При данном алгоритме управления формиро вание импульсов тока компенсации происходит при подключении обмоток 14 и

15 на участки линейных напряжений.

Например, при отпирании тиристоров 8, 13 и 21 ток обмотки 14 протекает под действием линейного напряжения U

АЬ

=Од-U, а при отпирании тиристоров

8, 9 и 23 — под действием разности напряжений на конденсаторах 17 и 19.

Действующее значение основной гармоники фаэного тока устройства компен. сации в этом случае определяется формулой

Д. = — — Х- sin%

3U> Ли L

Таким образом, введение в схему дополнительных тиристоров 20-23 позволяет производить оперативную перестройку структуры устройства компенсации реактивной мощности, сопровождаемую изменением диапазона регулирования при неизменной величине индуктивности компенсирующего реаКтора и заданном значении угла проводимости A регулирующих тиристоров. Это положительное свойство может найти применение, в частности, в тех случаях, когда по условиям эксплуатации

1141541 требуется осуществлять оперативное изменение частоты выходного напряжения преобразователя, построенного на базе предлагаемой схемы инвертора.

Предйоложим,что при работе на частоте и реализуется первый из указанных алгоритмов управления, а на частоте Qg — второй. Тогда для режима хо-, лостого хода могут быть записаны сле0 дующие приближенные, равенства:

$- 81п) 3 (л-sin Л) 4)„С 3 — --— Ис -(— — ——

Ъ(,у J 3 4) где С вЂ” фазная емкость коммутирующих конденсаторов.

° ч

Отсюда следует, что й)< з 1 3 со; ..

Это означает, что при,изменении частоты инвертирования в УЗ раз, например при переходе с частоты 600 Гц на частоту 1000 Гц, сохраняется жесткость внешней характеристики инвертора без переключения секций батареи коммутирующих конденсаторов и изменения индуктивности компенсирующего дросселя.

1141541

gt, Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектнан, 4

ВНЧИПИ

Тираж 646

in

lr5

Заказ 511/4З

Подиисное

4м

Naz.2