Тиристорный инвертор

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при организации системы централизованного электроснабжения на повышенных частотах. Цель изобретения - упрощение инвертора. Инвертор содержит мост 1 основных тиристоров и мост 4 регулирующих тиристоров (МРТ). Параллельно МРТ 4 включен компенсирующий дроссель 5 и последовательно соединенные дополнительный тиристор 6 и индуктивный элемент (ИЭ) 7. В цепь тиристора 6 введен датчик тока (ДТ) 15. Выход ДТ . 15 соединен с входом схемы измерения длительности импульсов (СИДИ) 13. Длительность импульсов тока, протекающего через тиристор 6, ИЭ 7 и ДТ 15, соответствует удвоенной величине угла запирания, т.е. содержит в себе информацию о коммутационной устойчивости инвертора . Обработка этой информации осуще (Л ствляется СИДИ 13 и передается в схему сравнения (СС) 12. СС 12 соединена с входом фазосдвигакщего узла 11, соединенного выходом с блоком управления 10 МРТ 4. 2 ил. 1чЭ О5 СП СО ел ОО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 Н 02 М 7 51

I 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMV СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3826521/24-07 (22) 17.12.84 (46) 23.10.86. Бюл. М 39 (71) Саратовский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (72) И.И.Кантер, И.И.Артюхов и В.А.Серветник (53) 621.314.572 (088.8) (56) Преобразовательные устройства в электроэнергетике, — М.: Наука, 1964, с.40, рис.1.

Патент С!НА Н 3740638, кл. Н 02 М 7/22, 1973 °

Авторское свидетельство СССР

Ф 892623, кл. Н 02 M 7/515, 1981. (54) ТИРИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при органиэации системы централизованного электроснабжения на повышенных частотах. Цель иэобре„„SU„„1265953 А 1 тения — упрощение инвертора. Инвертор содержит мост 1 основных тиристоров и мост 4 регулирующих тиристоров (МРТ). Параллельно MPT 4 включен компенсирующий дроссель 5 н последовательно соединенные дополнительный тиристор 6 и индуктивный элемент (ИЭ) 7.

В цепь тиристора 6 введен датчик тока (ДТ) 15. Выход ДТ .15 соединен с входом схемы измерения длительности импульсов (СИДИ) 13, Длительность импульсов тока, протекающего через тиристор 6, ИЭ 7 и ДТ 15, соответствует удвоенной величине угла запирания, т.е. содержит в себе информацию о а коммутационной устойчивости инверто- Ж ра. Обработка этой информации осуще-. у ствляется СИДИ 13 и передается в схе- M Ф му сравнения (СС) 12. СС 12 соединена с входом фаэосдвигающего узла 11, соединенного выходом с блоком управления 10 MPT 4. 2 ил.

1265953

ЗО

Изобретение относится к преобразонательной технике и может быть использовано, например, при организации система централизованного электроснабжения на повьппенных частотах. 5

Целью изобретения является упрощение инвертора.

На фиг. 1 показана схема инвертора; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие происходящие в нем электромагнитные процессы.

Инвертор содержит мост 1 основных,. тиристоров, связанный с входными выводами через сглаживающий дроссель

2, коммутирующие конденсаторы З,мост

4 регулирующих тиристоров, выводами постоянного тока замкнутый на компенсирующий дроссель 5 и последовательно соединенные дополнительный тиристор 6 и индуктивный элемент 7, а также задающий генератор 8, блоки 9 и

10 управления, фазосдвигающий узел

11, схему 12 сравнения, схему 13 измерения длительности импульсов и формирователь 14 импульсов. Инвертор снабжен датчиком 15 тока, который включен в цепь тиристора 6, причем выход датчика 15 соединен с входом схемы 13 измерения длительности импульсов.

Инвертор работает следующим образом.

Тиристорный мост 1 с дросселем 2 в цепи питания осуществляет преобразование постоянного напряжения в систему трех квазисинусоидальных напряжений Б, Us и U д . Конденсаторы

3 служат для компенсации реактивной мощности нагрузки и создания необходимой величины угла запирания я

Распределение импульсов управления .У„„р,,тиристорами 16 — 21 моста 1 представлено на фиг.2, где обозначе.8 ны также эпюры фазных токов i .с ь и i моста 1 и линейных напряжений 45

U„ Uas Usñ и Uñÿ которые ð ðó ются на конденсаторах 3 под действием указанных токов.

Тиристорный мост 4, замкнутый на дроссель 5, совместно с цепочкой из 5О последовательно соединенных тиристора 6 и индуктивного элемента 7 представляет собой двухканальный регулятор реактивной мощности, обеспечивающий стабнлизацию коэффициента переда- 55 чи инвертора по напряжению путем компенсации избыточной реактивной мощности коммутирующих конденсаторов 3.

Распределение импульсов управления тиристорами 22 — 27 (фиг.

2) показывает, что момент подачи управляющего импульса на j-й тиристор моста 4 (ij = 22, 23,...,27) с..крещен на угол Я в сторону опережения относительно момента подачи импульсов на k-й тиристор моста 1, где К = j — 6, Тиристорный мост 4 выполняет функцию коммутатора, который производит поочередное подключение дросселя 5 к соответствующим линейным напряжениям. Тиристоры 22-27 с дросселем 5 представляют собой исполнитель-. ный орган первого канала регулирования, который срабатывает медленные, но глубокие нарушения баланса реактивной мощности в системе инвертор нагрузка. Выработка регулирующего воздействия по этому каналу связана с получением информации о текущем значении угла запирания р, сравнением этого значения с заданным Р, и подачей полученного сигнала рассогласования на управляющий вход фазосдвигающего узла 11.

Тиристор 6 с индуктивным элементом 7 образуют второй канал регулирования реактивной мощности, который обладает высоким быстродействием за счет импульсного характера тока указанной вентильно-дроссельной цепочки. Формирование регулирующего воздействия этого канала регулирования происходит в каждую 1/6 часть пе риода выходного напряжения (ток i6,„8, фиг.2). Регулирующий ток iä (фиг.2)

° a потребляется фазой А регулятора реак тивной мощности, Импульсы управления на тиристор

6 поступают от задающего генератора

8 через формирователь 14 импульсов в моменты, соответствующие моментам коммутации тиристоров 16 — 21 моста

1. Напряжение U (фиг.2) на выводах постоянного тока моста 4, представляющее собой отрезки линейных напряжений, в эти моменты времени имеет отпирающую для тиристора 6 полярность.- Например, в момент подачи импульсов на тиристоры 19 и 20 моста

1, когда происходит открывание тиристора 19 и закрывание тиристора 17, напряжение на выходе моста представляет собой отрезок напряжения U

as взятого с обратным знаком. Это напря жение выбирается тиристорами 22 и

25, включение которых произошло на

1265953

U на рассматриваемом интервале вреА мени является запирающим для тиристо- 5

1О

15 вательно соединенные тиристор 6, индуктивный элемент 7 и датчик 15 тока,2о

30

35 но с тиристором 6 и индуктивным эле- 40 ментом 7. Напряжение на этом резистовремя, соответствующее углу, раньше, чем подача импульсов управления на тиристоры 19 и 20. Напряжение ра 17. Поэтому интервал времени от момента подачи импульсов управления на тиристоры 19 и 20 моста 1 и тиристор 6 регулятора реактивной мощности до момента перехода напряжения Uä через нулевое значение соответствует углу запирания P . Таким образом,при включении тиристора 6 индуктивный элемент 7 подключается к участку линейного напряжения,"определяющего коммутационную устойчивость инвертора. В результате длительность импульсов тока, протекающего через последосоответствует удвоенной величине угла запирания, т.е. содержит в себе информацию о коммутационной устойчивости инвертора. Обработка этой информации осуществляется схемой 13, которая преобразует длительность сигнала на выходе датчика 15 в сигнал, форма представления которого соответствует аппаратурной реализации узлов 11 и 12. Если, например, эти узлы цифрового типа, то в качестве схемы 13 может служить любой преобразователь временного интервала в унитарный число — импульсный код. Устройство выделения временного интервала, соответствующего углу запирания, в предлагаемом инверторе может быть реализовано в виде добавочного резистора, включенного последовательре пропорционально току указанной цепочки. При этом точность выполнения датчика 15 не имеет принципиального значения, так как информация содержится не в амплитуде (или каком-либо интегральном параметре) сигнала датчика 15, а в длительности временного интервала, в течение которого через датчик 15 протекает ток. Дпя ,гальванической развязки силовых цепей с информационными датчик 15 мо45

50 жет быть выполнен, например, на ос— нове диодной оптоэлектронной пары.

В известном устройстве для получения импульсов, длительность которых пропорциональна величине угла запирания, используется специальная схема, в со тав которой входят три трансформатора и два трехфазных диод— ных моста, один из которых по напряжению должен быть одного класса с силовыми тиристорами инвертора. Введение датчика тока в цепь силовой импульсной обратной связи и соответствующее изменение структурных связей между блоками позволяют упростить схему инвертора и тем самым повысить ее надежность при сохранении статических и динамических характеристик.

Формула изобретения

Тиристорный инвертор, содержащий мост основных тиристоров с коммути— рующими конденсаторами, включенными между его выходными выводами, и со сглаживающим дросселем в цепи питания, мост регулирующих тиристоров,выводами постоянного тока замкнутый на компенсирующий дроссель и последовательно соединенные дополнительный тиристор и индуктивный элемент, а выводами переменного тока подключенный к выводам переменного тока моста основных тиристоров, а также задающий генератор, блок управления мостом основных тиристоров, блок управления мостом регулирующих тиристоров, фазосдвигающий узел, схему сравнения,схему измерения длительности импульсов, выход которой соединен с входом схемы сравнения импульсов, и формирователь импульсов, включенный между выходом задающего генератора и управляющим переходом дополнительного тиристора, отличающийся тем, что, с целью упрощения, он снабжен датчиком тока, включенным в цепь дополнительного тиристора,причем выход датчика тока соединен с входом схемы измерения длительности импульсов.

1265953

° Я

Составитель Г.Иыцык

Техред М.Ходанич

Корректор Т.Колб

Редактор 0.10рковецкая

Тираж 631

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5679/56

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

i e

i c

1776 17,Ж 1У,О%1У Ж,37 ®20 1718 17,20