Преобразователь постоянного тока в переменный

 

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 797026, Целью является улучшение энергетических показателей Ю 9 11 jBfпри работе на нагрузку в виде после- , довательного колебательного RLC-контура ., имеющего высокую добротность при пуске преобразователяо Устройство содержит ячейку на тиристорах 2- 5. К выходу ячейки подключена нагрузка 7 и параллельный колебательный LC-фильтр (ПКФ) 8, Добротность ПКФ 8 более низкая по сравнений с добротностью колебательного LC-контура нагрузки 7 при пуске, В начальный период пуска большая часть выходного тока протекает по цепи ПКФ 8. . нейшее развитие процесса пуска характеризуется уменьшением сопротивш ления контура нагрузки 7 и постепен- 1сл ,ным увеличением тока в этом контуре. Подключение ПКФ 8 позволяет снизить, уровень максимального напряжения на тиристорах 2-5. 2 ил. fi W2 tt 1 СП О) 00 ,3 5, фцй, 1

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А2

„,SU„„12675

1Я14 Н02М 7/ 3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 797026 (2I) 3883921/24-07.

{22) 15.04.85 (46) 30.10.86 ° Бюл. 11 40 (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Артема (72) Г. Г. Пивняк, С. И. Выпанасенко и И, И. Пресманн (53) 621.314.572(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 797026, кл. Н 02 М 7/515, 1978. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПЕРЕМЕННЫЙ (57) Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и является усовершенствованием изобретения по авт ° св. Ф ?97026. Цельш является улучшение энергетических показателей при работе на нагрузку в виде после-, довательного колебательного БЬС-контура, имеющего высокую добротность при пуске преобразователя. Устройство содержит ячейку на тиристорах 25. К выходу ячейки подключена нагрузка 7 и параллельный колебательный

LC-фильтр (ПКФ) 8. Добротность ПКФ

8 более ниэкая по сравнению с добро ностью колебательного LC-контура нагрузки 7 при пуске. В начальный период пуска большая часть выходного тока протекает по цепи ПКФ 8. Даль-.. нейшее развитие процесса пуска характеризуется уменьшением сопротивления контура нагрузки 7 и постепен,ным увеличением тока в этом контуре.

Подключение ПКФ 8позволяет снизить уровень максимального напряжения на тиристорах 2-5. 2 ил.

1267568

Изобретение относится к электро" технике, в частности к силовой преобразовательной технике.

Целью изобретения является улучшение энергетических показателей при 5 баботе на нагрузку в виде последовательного колебательного RLC-контура, имеющего высокую добротность при пуске преобразователя.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2— огибающая выходного напряжения преобразователя при пуске.

Преобразователь содержит тиристорную инверторную ячейку 1, собранную 15 на тиристорах 2-5, связанную с, отрицательным входным выводом и через дроссель фильтра 6 с положительным входным выводом, нагрузку 7 в виде последовательного колебательного RLC- 20 контура, имеющего высокую добротность при пуске преобразователя, параллельный LC-фильтр 8, Нагрузка 7 и параллельный ЬС-фильтр 8 подключены к выходу тиристорной иннерторной ячейки

l. Преобразователь содержит также дополнительные дроссель 9 и тиристор

10, конденсатор ll, одна обкладка .которого соединена с отрицательным входным выводом, а вторая - с, одним концом дополнительного дросселя 9 и связана с катодом дополнительного тиристора 10; соединенного анодом с другим концом дополнительного дросселя 9 и с точкой соединения дроссе- 35 ля фильтра б с тиристорной инверторной ячейкой 1. Параллельный LC-фильтр

8 настраивают таким образом, чтобы выходная частота преобразователя незначительно (в пределах 5-10 ) превы- 40 шала резонансную частоту фильтра.

Этим обеспечивают емкостной характер, сопротивления параллельного ЬС-фильтора 8 на выходной частоте. Колебательный RLC-контур нагрузки 7 также наст-. 45 раивают на частоту, близкую к выходной частоте преобразователя таким образом, чтобы в установившемся режиме работы преобразователя параллельная . цепь, образованная LC-фильтром 8 и 50 нагрузкой 7, имела емкостное сопротивление и обеспечивалось устойчивое инвертирование при изменении параметров нагрузки в заданных пределах.

Перед пуском преобразователя тири- 55 сторы инверторной ячейки 1 и дополнительный тиристор 10 находятся в выключенном состоянии. Токи в ветвях преобразователя отсутствуют. В момент пуска включают дополнительный тиристор 10, создавая цепь заряда: конденсатор ll через дроссель фильтра

6 и дополнительный тиристор 10. При этом ток, протекающий через дроссель фильтра 6, на определенном интервале развития копебательного процесса возрастает. С заданной задержкой времени, не превьппающей длительности указанного интервала, включают пару тиристоров инверторной ячейки 1, например 2,5. К тиристору 10 прикладывается обратное напряжение, равное по величине напряжению на конденсаторе 11.

При этом дополнительный тиристор 10 выключается и ток дросселя фильтра 6 протекает через нагрузку 7 и параллельный LC-фильтр 8, Напряжение на выходе преобразователя возрастает и достигает значения, превьппающего напряжение на конденсаторе 11. К аноду дополнительного тиристора 10 прикладывается положительное напряжение, Тиристор 10 включают повторно и ток

1 дросселя фильтра 6 снова протекает через конденсатор 11, а к тиристорам

2, 5 прикладывается обратное напряжение и они выключаются. Затем включают следующую пару тиристоров 3 и

4, а дополнительный тиристор 10 пов- . торно выключается. Далее процесс повторяется. Такая очередность включения тиристоров соблюдается как в пусковом, так и в установившемся режиме работы преобразователя. Заряд конденсатора ll продолжается до тех пор, пока напряжение на его зажимах не достигает значения напряжения источника питания. В дальнейшем, помимо заряда конденсатора 11 через дополнительный тиристор 10, обеспечивается его заряд через дополнительный дроссель 9 на интервалах, соответствующих выключенному состоянию дополнительного тиристора 10.

В установившемся режиме работы преобразователя среднее значение напряжения на конденсаторе 11 равно среднему значению напряжения источника питания. Ток дополнительного дросселя 9 увеличивается пропорционально длительности открытого состояния дополнительного тиристора 10.

Изменяя задержку времени между моментами включения дополнительного тиристора 10 и тиристоров инверторной ячейки 1, регулируют величину ь

568 4

1 тивление высокадобротного контура нагрузки 7 велико. При этом напряжение на выхэде тиристорной инверторной ячейки I изменяется аналогично

I 267 выходного тока инвертора. Угол запирания тиристоров 2-5 увеличивается на время открытого состояния дополнительного тиристора 10. В процессе регулирования изменяется форма тока 5 на выходе инвертора, отношение основной гармоники этого тока к тому, потребляемому от источника питания, а следовательно, и величина выходного напряжения преобразователя при лостоянстве сдвига фаз между выходным током и напряжением.

В начальный период развития пускового процесса сопротивление колебательного контура нагрузки 7 вследствие его высокой добротности велико. Большая часть выходного тока преобразователя протекает по цепи параллельного LC-фильтра 8, имеющего бо-. лее низкую добротность. Дальнейшее N развитие процесса пуска характеризуется уменьшением сопротивления контура нагрузки 7, постепенным увеличением тока в этом контуре, причем скорость его роста обратно пропорцио-. нальна величине добротности контура.

Рост тока продолжается вплоть до выхода пускового процесса на установившийся режим, В установившемся режиме работы преобразователя добротность 30 контура нагрузки 7 может изменяться как в сторону ее увеличения, так и уменьшения. Так как сопротивление нагрузки. 7 в начальный период пуска велико, то непосредственный пуск 35 преобразователя (без подключения параллельного LC-фильтра 8) сопровождается существенным повышением напряжения на выходе инверторной ячейки 1. Огибающая выходного напряже- 40 ния при непосредственном пуске преобразователя показана на фиг. 2 (кривая 12) с уменьшением добротности контура нагрузки 7. Максимальное значение этого напряжения также уменьша-45 ется. Непосредственный пуск преобразователя на низкодобротный последовательный колебательный RLC-контур характеризуется плавным нарастанием выходного напряжения вплоть до уста- 50 новившегося значения (фиг. 2, кривая

1З}, Подключение низкодобротного параллельного ЬС-фильтра 8 к выходу инверторной ячейки 1 позволяет из- 55 бежать возникновения высокого напряжения на выходе преобразователя в начальный период пуска, когда сопрорассмотренному случаю непосредственного пуска преобразователя на низкодобротный последовательный колебательный RLC-контур (фиг. 2, кривая

13). Добротность параллельного LCфильтра 8 определяют из условия обеспечения плавного нарастания напряжения на выходе преобразователя при пуске и допустимого уровня активных потерь энергии в дросселе параллельного ЬС-фильтра 8, Максимальное напряжение, прикладываемое к тиристорам 2-. 5 инверторной ячейки I, пропорционально выходному напряжению преобразователя. Поэтому подключение параллельного LC-фильтра 8 позволяет снизить уровень максимального напряжения на тиристорах 2-5. В этом случае возможно применение силовых тиристоров более низкого класса или сокращение их числа при последовательном включении в плечи моста тиристорной инверторной ячейки 1. Снижение уровня максимального напряжения на тирясторах 2-5 позволяет уменьшить их установленную мощность. Элементы нагрузки 7, тиристоры 2«5 инверторной ячейки 1 подвержены воздействию

0 более низких напряжений, что способствует повышению надежности их работы °

Для высших гармонических составляющих выходного тока преобразователя сопротивление последовательного колебательного RLC-контура нагрузки 7, настроенного на частоту, близкую к выходной частоте инвертора, велико.

Поэтому при непосредственной работе преобразователя на нагрузку 7 (без подключения параллельного LC-фильтра

8) форма кривой выходного напряжения существенно отличается от синусоидальной. Подключение параллельного .

LC-фильтра 8, имеющего малое сопротивление для высших гармонических составляющих выходного тока, позволя ет снизить уровень несинусоидально сти кривой выходного напряжения и способствует улучшению энергетических показателей преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного тока в переменный по авт. св. № 797026, Составитель И. Жеребина

Редактор М. Келемеш Техред Л.Олейник Корректор Л. Пилипенко

Заказ 5792/55

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

S 1267568 4 отличающийся тем, что он снабжен подключенным к выходу ин-" с целью улучшения энергетических по- верторной ячейки параллельным LCказателей при работе на нагрузку в фильтром с добротностью, более низвиде последовательного колебательно- кой по отношению к добротности по,ro RLC-контура, имеющего высоКую доб- следовательного колебательного RLCротность при пуске преобразователя, контура при пуске преобразователя.