Автономный инвертор напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и используется для создания мощного тиристорного инвертора напряжения . Цель изобретения - снижение устанокпенной мощности элементов и потерь. Одна фаза инвертора выполнена на основных тиристорах 1 и 2,коммутирующих тиристорах 6 и 7, обратных диодах 8 и 9, возвратных диодах 10 и 11, подключенных к источникам питания 3 и 4 и образует мост. Коммутирующая LC -цепочка включена в диагональ переменного Тока. Трансформатор возврата (ТВ) 12 избыточной энергии содержит три обмотки: перto СлЭ СО оо Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1239813 А1

yg 4 Н 02 М 7/519

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Я Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3805633/24-07 (22) 29. 10. 84 (46) 23.06.86. Бюл. ¹ 23 (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт тяжелого электромашиностроения Харьковского завода

"Электротяжмаш" им. В.И.Ленина (72) А.А.Чернышев, Н.И.Заброда и Л.А.Фудимова (53) 621.3 14.572 (088.8) (56) Патент США № 3544879, кл. Н 02 М 7/52, 1970.

Патент ClliA ¹- 3559038, кл. Н 02 M 7/52, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 700903, кл. Н 02 M 7/515, 1977. (54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИ.Я (57) Изобретение относится к электротехнике и используется для создания мощного тиристорного инвертора напряжения. Цель изобретения — снижение установленной мощности элементов и потерь. Одна фаза инвертора выполнена на основных тиристорах 1 и 2,коммутирующих тиристорах 6 и 7, обратных диодах 8 и 9, возвратных диодах

10 и 11, подключенных к источникам питания 3 и 4 и образует мост. Коммутирующая LC -цепочка включена в диагональ переменного тока. Трансфор-матор возврата (ТВ) 12 избыточной энергии содержит три обмотки: пер12398 вичную 13, вторичную 14 и дополнительную 15, которые соединены согласно последовательно. Введение дополнительной обмотки 15 ТВ 12 и включение ее последовательно с LC -цепочкой в диагональ моста способствует более скорому спаданию тока нагрузки до нуля, что обеспечивает сниже13 ние мощности, рассеиваемой на элементах схемы. Указанный вариант предпочтителен при стабильном напряжении источника питания с возвратом избытачнои энергии. В описании приведен вариант, предпочтительный при меняющемся в широких пределах напряжения источника. 2 ил.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может бьггь использовано для создания мощного тиристарнага инвертора напряжения.

Целью изобретения является сниже- 5 ние установленной мощности элементов и потерь.

На фиг. 1 дана схема инвертора для одной фазы с возвратом избыточной энергии в источник питания инвертора (этот вариант предпочтителен, когда напряжение источника питания стабильно или изменяется несущественно); на фиг. 2 — вариант инвертора с возвратом избьггочной 15 энергии во вспомогательный источник (этот вариант предпочтителен, когда напряжение источника питания изменяется в широких пределах).

Ветвь основных тиристоров 1 и 2 20 образует одну из фаз инвертора.Крайние точки ветви тиристоров 1 и 2 подключены к источникам 3 и 4 питания. Между средней точкой ветви основных тиристаров и средней точкой источников включена нагрузка 5. Ветви коммутирующих тиристарав 6 и 7 обратных диодов 8 и 9 и возвратных диодов 10 и 11 также крайними точками подсоединены к источникам 3 и 4 3() питания. Трансформатор 12 возврата избыточной энергии содержит три обмотки: первичную 13, вторичную 14 и дополнительную 15. Все обмотки соединены между собой согласно последовательно.

Кроме того, первичная обмотка 13 включена между средними точками ветвей тиристоров 1 и 2 и обратных дисдов 8 и 9; вторичная обмотка 14 вклю- 40 чена между средними точками ветвей обратных диодов 8 и 9 и возвратных диодов 10 и 11; дополнительная абмот. ка 15 вкпючена последовательно с коммутирующими драсселем 16 и конденсатором 17 между средними точками ветвей тиристаров 1 и ? и коммутирующих тиристаров 6 и 7.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом„

Пусть тиристор 1 включен и проводит ток нагрузки, коммутирующий конденсатop 17 заряжен (фиг.1). Для коммутации тиристора 1 включается коммутирующий тиристор 6. При этом начинается разряд коммутирующего конденсатора 17 па цепи: каммутируюпплй конденсатор 17 — коммутирующий драссель 16 — дополнительная обмотка 15 трансформатора 12 — основной тирис— тор 1 — .коммутирующий тиристар 6 коммутирующий конденсатор 17 ° Падение напряжения на дополнительной обмотке 15 транфармируется в первичную

13 и вторичную 14 абглатки. Когда трансфармируемое напряжение на обмотках 13 и 14 превысит напряжение источников 3 и 4 питания, откроется вазвратньпл диод 11 и па цепи: вторичная обмотка 14 — первичная обмотка 13 — тиристар 1 — источники

3 и 4 — .воздушный диод 11 — вторичная аамотка 14 потечет так, трансформируемьпл из каьпчутирующега контура.

Коммутационный и трансформированный токи протекают встречна току нагрузки в тиристоре 1 так, чта суммарньпл ток в тиристаре 1 спадает да нуля и тристар 1 запирается.

После этого коммутационный T ок разветвляется на два контура. Один контур проводит ток нагрузки: нагрузка 5 — источник 3 — коммутирующий тиристор б — коммутирующий конденсатор 17 — коммутирующий драссель

16 — дополнительная обмотка 15 — на1239813 грузка 5. В другом контуре протекает избыток коммутационного тока: коммутирующий конденсатор 17 — коммутирующий дроссель 16 — дополнительная обмотка 15 — первичная обмотка 13 обратный диод 8 — коммутирующий тиристор 6 — коммутирующий конденсатор 17.

Падение напряжения на обмотках

15 и 13 трансформируется в обмотку

14. Когда трансформированное напряжение на обмотке 14 превысит напряжение источников 3 и 4, откроется возвратный диод 11 и по цепи: обмотка 14 — обратный диод 8 — источники <5

3 и 4 — возвратный диод 11 — обмотка

14 потечет ток, транформируемый из коммутирующего контура. Падение напряжения на первичной обмотке 13 приложено к основному тиристору 1 в об- 20 ратном направлении, что способствует быстрому восстановлению его управляющих свойств. Поскольку коммутационный ток носит колебательный характер, он начинает спадать и становится рав- 2 ным току нагрузки. В этот момент избыточный ток становится равным нулю, обратный диод обесточивается и запи— рается. Коммутационный ток продолжает далее спадать. Под действием ЭДС З0 самоиндукции нагрузки открывается обратный диод 9 и ток нагрузки замыка-. ется по цепи: нагрузка 5 — источник

4 — обратный диод 9 — обмотка 13 нагрузка 5. Коммутационный ток при этом протекает по цепи: конденсатор

17 — дроссель 16 — обмотка 15 — обмотка 13 — обратный диод 9 — источники 4 и 3 — коммутирующий тиристор

6 — конденсатор 17.

До тех пор, пока ампервитки обмотки 15 больше ампервитков обмотки 13, полярность напряжения на обмотке 14 сохраняется прежней и трансформируемый в ней ток замыкается по контуру:» обмотка 14 — обратный диод 9 — возвратный диод 11 — обмотка 14, т.е. трансформатор 12 работает в режиме короткого замыкания. После того, как ампервитки обмотки 13 превысят ампер- 0 витки обмотки 15, полярность напряжения на обмотке 14 изменится на противоположную и, если величина обратного напряжения на обмотке 14 превысит напряжение источников 3 и 4, то откроется возвратный диод 10, и ток, трансформируемый из обмотки 13 в обмотку 14, потечет по цепи: обмотка

14 — возвратный диод 10 — источники

3 и 4 — обратный диод 9 — обмотка

14. При этом на обмотке 13 установится напряжение, встречное протеканию тока нагрузки, что способствует более скорому спаданию тока нагрузки до нуля. Коммутирующий конденсатор

17 перезарядится, коммутирующий тиристор 6 обесточится и запрется.

Узел коммутации подготовлен для коммутации тиристора 2, который протекает аналогично описанной.

Схема по фиг. 2 аналогична схеме по фиг. 1. Отличие заключается толь. ко в подключении вторичной обмотки

14. Здесь она включена в.диагональ

/ моста, образованного ветвями возвратных диодов 10 и 11 и 18 и 19.

Выход моста подключен к вспомогательному источнику 20 постоянного напряжения.

Работа схемы по фиг. 2 аналогична работе схемы по фиг. 1. Отличие лишь в том, что ток, трансформируемый в обмотку 14, протекает во вспомогательный источник 20. Поскольку напряжение источника 20 стабильно, напряжение на обмотках трансформатора

12 поддерживается неизменным во всем диапазоне изменения напряжения источников 3 и 4 питания. формула и з обретения

Автономный инвертор напряжения, содержащий подключенные к входным выводам ветви основных и коммутирующих тиристоров, образующие мост, в диагональ переменного тока которого включена коммутирующая 1.С -цепочка, а точка соединения основных тиристоров подключена к цепи нагрузки и первичной обмотке трансформатора возврата избыточной энергии, соединен.ной с первым концом вторичной обмотки и через обратные диоды — с входными выводами, причем второй конец вторичной обмотки подключен к входным выводам через возвратные диоды, отличающийся тем, .что, с целью снижения установленной мощности элементов и потерь, трансформатор возврата избыточной энергии снабжен дополнительной обмоткой, включенной последовательно с коммутирующей

LC -цепочкой в диагональ моста.

1гзВВ 13

Сос гавитель И.Жеребина

Редактор A,Øàíäoð Техред И.Ходанич

Корректор М. Лемчик

Заказ 3405/54 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.укгород, ул.Проектная,4