Автономный инвертор

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б. использовано в электроприводе постоянного тока . Целью является повьпаение КПД и улучшение массогабаритных показате, лей. Устр-во содержит тиристоры 7, В, соединенные с обмотко.й трансформатора 1. К датчику напряжения 25 подключены пороговые элементы 22-24, соединенные с управляемыми ключами . Стабилизация тока в коммутирующем контуре осуществляется путем отключения и подключения в зависимости от величины питающего напряжения ступеней коммутирующих конденсаторов § 13-18. 1 ил. sfcf 1 to «4j СП IsD 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 02 М 7/519

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Х АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4129492/24-07 (22) 24.06.86 (46) 30.09.88е Бюл. У 36 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электровозо-.. строения с (72) А.Д.Борисенко, В.М.Турулев и Л.С.Федосова (53) 62!.3!4.572(088.8) .(56) Бедфорд Б,, Кофт Р. -Теория автономных инверторов. М.: Энергия, 1969, с. 159.

Авторское свидетельство СССР

В 1145410, кл. Н 02 М 5/27, 1982.

Электричество, 1979, !! 5, с.66-72.

„,Я0„„1427528 А 1 (54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б. использовано в электроприводе постоянного тока. Целью является повышение КПД и улучшение массогабаритных показате". лей. Устр-во содержит тиристоры 7, 8, соединенные с обмоткой трансформатора 1. К датчику напряжения 25 подключены пороговые элементы 22-24, соединенные с управляемыми ключами

19-21. Стабилизация тока в коммутирующем контуре осуществляется путем отключения и подключения в зависимости от величины питающего напряжения ступеней коммутирующих конденсаторов Я !

3-18. 1 ил.

1427528

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано, например, в электроприводе постоянного тока электровозов {типа ВЛ 15).

Целью изобретения является повышение КПД и .улучшение массогабаритных показателей.

На чертеже представлена схема

10 инвертора.

Инвертор содержит трансформатор 1 с секционированными первичной и вторичной обмотками, первичная обмотка которого подключена к средней точке обмотки коммутирующего дросселя 2 и общей точке конденсаторов 3, 4 фильтра, включающего также дроссель 5, соединенного через ограничительный резистор 6 с плюсовой клеммой для 20 подключения источника постоянного напряжения; два последовательно соеди.ненных тиристора 7, 8, между которыми

::включен коммутирующий дроссель 2; два последовательно соединенных воз- 25 вратных диода 9,10, общая точка которых подключена к точке соединения секций первичной обмотки трансформатора 1; коммутирующие конденсаторы, образующие параллельные ветви, сос- 3р тоящие из последовательно соединенньгх конденсаторов 11 — 18, средние точки которых соединены между собой через управляемые ключи 19-21, Параллельно ветви конденсаторов 11 — 18, а также последовательно соединенные коммутирующие тиристоры 7, 8 и возвратные диоды 9, 10 подключены параллельно конденсаторам 3, 4 фильтра. Катод коммутирующего тиристора 7 и анод 4п возвратного диода 9 соединены с минусовой клеммой для подключения источника питания, Инвертор содержит не показанный на чертеже блок управления тиристорами

7, 8, а также пороговые элементы 2224, своими выходами подключенные к выходам управляемых ключей 19-21, и датчик напряжения 25, входы которого соединены с шинами питания для подключения к ним источника постоянного напряжения, а выход — с входами пороговых элементов 22-24.

Нагрузкой инвертора являются по-.... следовательно соединенные обмотки

26, 27 возбуждения тяговых двигателей, которые подключены к катодам тиристоров 28, 29 выпрямителя и к точке соединения секций вторичной обмотки трансформатора 1, концы которои под ключены к анодам тиристоров 28, 29.

Устройство работает следующим образом.

На инвертор подают питающее (по стоянное) напряженИе, на инверторные

7, 8 и выпрямительные 28, 29 тиристоры — импульсы управления. При мини" мальном напряжении контактной сети (2200 В) средние точки параллельных ветвей коммутирующих конденсаторов 1118 соединены накоротко через управляемые ключи .19-21.

В начальный момент импульс управления подается на тиристор 8, который открывается и через первичную обмотку трансформатора 1 протекает ток по цепи: плюсовая шина источника питания, резистор 6, дроссель 5, тиристор 8, полуобмотка дросселя 2, первичная обмотка трансформатора 1, конденсатор

4, минусовая шина источника напряжения. Одновременно заряжаются конденсаторы 12, 14, 16, 18 по цепи: плюсовая шина, резистор 6, дроссель 5, тиристор 8, полуобмотка дросселя 2, конденсаторы 12, 14, 16, 18, минусовая шина источника напряжения.

В следующий полупериод подают импульс управления на управляющий электрод тиристора 7 и конденсаторы

12, 14, 16, 18 разряжаются по цепи: конденсаторы 12, 14, 16, 18, полуобмотка дросселя 2, тиристор 7, минусовая шина источника напряжения. Так как обмотки дросселя 2 магнитно. связаны, то напряжение полуобмотки, подключенной к аноду тиристора 7, трансформируется в другую полуобмот" ку и запирает тиристор 8. Через первичную обмотку трансформатора 1 начинает протекать ток в обратном направлении по срайнению с предыдущим полупериодом по цепи: плюсовая шина, резистор 6, дроссель 5, конденсатор

3, первичная обмотка трансформатора

1, полуобмотка дросселя 2, тиристор

7, минусовая шина источника питания.

Одновременно происходит заряд кондея." саторов 11, 13, 15, 17 по цепи: плюсовая шина, резистор Ь, дроссель 5, конденсаторы 11, 13, 15, 17, полуобмотка дросселя 2, тиристор- 7, мину-.. совая клемма источника напряжения.

В процессе работы потенциал минусовой шины источника напряжения становится выше потенциала общей точки возвратных диодов 9, 10, в результа1427528

ВНИИПИ Заказ 4862/53 Тираж 666 Подписное

Произв-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 те чего открывается диод 9 и энергия, накопленная в момент коммутации в полуобмотке дросселя 2, рассеивается в контуре: полуобмотка дросселя 2, тиристор 7, диод 9 секций первичной

5 обмотки трансформатора 1. В другой полупериод рассеяние энергии, накопленной в,полуобмотке дросселя 2, осуществляется через диод 10, 10

Дальше происходит повторение рассмотренных процессов.

Таким образом, при поочередном открывании инверторных тиристоров 7 и

8 через первичную обмотку трансформа-. 15 тора 1 пропускается переменный ток.

Переменное напряжение первичной об". мотки трансформируется во вторичнуобмотку, где выпрямляется тиристорами 26 ° 29 и подается на обмотки 26, 27 возбуждения, Изменяя фазу открытия тиристоров 28, 29, можно регулировать величину тока в обмотках 26, 27 возбуждения. . При повышении питающего напряжения 25 срабатывает один из пороговых элементов 22-24, который приводит к выключению соответствующего ключа 19-21, параллельных ветвей коммутирующих конденсаторов, стабилизируя тем самым 30 ток в коммутирующем контуре. Порог срабатывания элемента 22 соответствует, например, уровню питающего на., пряжения, равного 2700 В, элемента 23—

3300 В, элемента 24 — 4000 В. Экспе рименты, проведенные на электровозе

ВЛ-12, показывают, что для допускаемого согласно ГОСТ 6972-54 диапазона изменения напряжения контактной сети

2200-4000 В достаточно четырех ступет 4О ней изменения емкости коммутирующих конденсаторов.

Технико-экномическая эффективность предлагаемого устройства в сравнении с прототипом заключается в повышении

КПД инвертора примерно на 2Х за счет снижения в i 5 раза тока в коммутирующем контуре. Кроме того, появляется воэможность снижения весогабаритных показателей инвертора примерно на 20%, так как параметры оборудования коммутирующего контура можно выбирать исходя из минимального тока коммутации, который получается при минимально допустимом значении напряжения контактной сети.

Формула изобретения

Автономный инвертор, содержащий пару последовательно включенных между шинами питания фнльтровых конденсаторов, стойку тиристоров, последовательно включенных между этими шинами через обмотку коммутирующего дросселя со средней точкой, выходной трансформатор, первичная обмотка ко торого выполнена с отводом и включена между средней точкой фильтровых конденсаторов и средней точкой указаннрй обмотки дросселя, основную цепочку из последовательно включенных между шинами питания двух комму» тирующих конденсаторов, точка соединения которых подсоединена к средней точке обмотки упомянутого дросселя, пару последовательно соединенных и включенных между шинами питания возвратных диодов, точка соединения которых подключена к указанному отводу, а также блок управления тиристорамн, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и улучшения массогабаритных показателей при переменных параметрах питающей сети, он снабжен и управляемыми ключами, и дополнительными цепочками конденсаторов, выполненными и включенными между шинами питания аналогично указанной основной цепочке, и и числом пороговых элементов с последовательно-нарастающими уровнями срабатывания, входами подключенных к выходу введенного датчика напряжения йитания, причем точка соединения конденсаторов каждой последующей дополнительной цепочки слединена с точкой соединения конденсаторов предыдущеЦ цепочки через соответствующий управляемый ключ, а первая дополнительная цепочка аналогично соединена с основной цепочкой, причем выход каждого из пороговых элементов подключен к управляющему входу соответствующего управляемого ключа.