Инвертор

 

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано , в частности, для питания тяговых двигателей электромобилей. Целью изобретения является повышение КПД. Устройство содержит цепочку из коммутирующих конденсатора 7 и дросселя 8. Два плеча образуют основные тиристоры 1 и 3, зашунтировакные обратными диодами 2 и 4. Коммутирующий конденсатор 7 включен между общей точкой коммутирующих тиристоров 5 и 6 и общей точкой основных тиристоров 1 и 3. К точке соединения конденсатора 7 и дросселя 8 подключена пара встречных тиристоров 9 и 10. Наличие пары тиристоров 9,10 позволяет расширить диапазон регулирования напряжения на коммутирующем конденсаторе как за счет ограничения притока энергии, так и за счет вывода избыточной энергии из контура коммутации. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 02 M 7/519

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4606405/07 (22) 22.11.88 (46) 28.02,91. Бюл. М 8 (71) Тольяттинский политехнический институт и Волжское объединение по и роизводству легковых автомобилей (72) В,М. Шатунов, Д.И. Гурьянов, В.В, КашКВНо8 и А.Д. Бесхмельницын (53) 621,314.572(088.8) (56) Забродин Ю.С. Узлы принудительной конденсаторной коммутации, М.: Энергия, 1974, с. 70-74.

Заявка Франции N 2255739, кл. Н 02 М 7/515, 1975, (54) ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть ис„„Я „„1631684 А1 пользовано, в частности, для питания тяговых двигателей электромобилей. Целью изобретения является повышение КПД. Устройство содержит цепочку из коммутирующих конденсатора 7 и дросселя 8. Два плеча образуют основные тиристоры 1 и 3, зашунтированные обратными диодами 2 и 4. Коммутирующий конденсатор 7 включен между общей точкой коммутирующих тиристоров 5 и 6 и общей точкой основных тиристоров 1 и 3. К точке соединения конденсатора 7 и дросселя 8 подключена пара встречных тиристоров 9 и 10, Наличие пары тиристоров

9, 10 позволяет расширить диапазон регулирования напряжения на коммутирующем конденсаторе как за счет ограничения притока энергии, так и за счет вывода избыточной энергии из контура коммутации. 2 ил, 1631684

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано Во вторичных источниках питания с однофазной и трехфазной нагрузкой, в частности для питания тягового двигателя электромобиля.

Цель изобретения — повышение КПД, На фиг. 1 представлена принципиальная схема тиристорного преобразователя; на фиг.. 2 — временные диаграммы тока 4 и напряжения Ос коммутирующего конденсатора, .

Инвертор содержит два плеча, одно из которых состоит из основного тиристора

"движения" 1 и включенного встречно ему обратно диода 2. Другое плечо, включенное последовательно с первым, состоит из основного тиристора "торможения" 3 и включенного встречно ему обратного диода 4.

Коммутирующие тиристоры 5 и 6 соединены с коммутирующим конденсатором 7, образующим с коммутирующим дросселем 8 последовательную LC-цепочку К общей точке конденсатора и дросселя подключены анодом встречный тиристор 9 и катодом встречный тиристор 10. Нагрузка 11, в частности ею может быть последовательная цепь из якоря тягового двигателя и сглаживающего дросселя, включена между общей точкой основных тиристоров и отрицательным входным выводом, При трехфазной нагрузке каждый мост обслуживает одну из фаз нагрузки, Инвертор осуществляет широтно-импульсное регулирование выходного напряжения, Различают два основных режима работы преобразователя; режим тяги и режим торможения. В режиметяги основными является тиристор "движения" 1, а в режиме торможения — тиристор "торможения" 3. Тиристоры 5, 6, 9 и 10 выполняют сменяющие друг друга функции в режимах тяги и торможения, В режиме тяги тиристор 5 выполняет роль коммутирующего, а через тиристор 6 осуществляется холостой перезаряд конденсатора 7, При этом через тиристор 5 также осуществляется подпитка, а через тиристор 9 - сбор энергии коммутирующего контура. В режиме торможения тиристор 6 выполняет роль коммутирующего, а через тиристор 5 осуществляется холостой перезаряд конденсатора 7. При этом через тиристор 6 также осуществляется подпитка, а через тиристор 10 — сброс энергии коммутирующего контура. Диоды 2 и 4 включаются поочередно. С их помощью образуются контуры перезаряда конденсатора 7, а также цепи наброса и сбора энергии в коммутирующий контур.

10 исходит по контуру 7 — 8-2 — 5-7. Нагрузка

15 продол>кает подпитываться от источника

35

Устройство работает следующим образом.

В режиме тяги энергия поступает в нагрузку иэ источника через тиристор 1. Запирание тиристора 1 производится следующим образом. От схемы управления включается тиристор 5 и конденсатор 7, правая обкладка которого имеет в этот момент Ъ положительный потенциал, начинает разряжаться по контуру 7 — 8-1 — 5-7, В момент t< ток 1с конденсатора достигает тока нагрузки 4 и тиристор 1 выключается, Дальнейший перезаряд конденсатора пропитания через диод 2. В момент t2 напряжение на конденсаторе достигает по абсолютной величине напряжения источника, начиная с этого момента целесообразно включать тиристар 10. Момент tg включения тиристсра 10 определяет величину напряжения на конденсаторе 7. В момент tz тиристор 5 под действием обратного напряжения конденсатора 7 запирается и энергия, запасенная в дросселе 8, в случае, если ток дросселя больше тока нагрузки, рекуперируется в источник питания по цепи

8 — 2 — 10 — 8, В тот момент, когда ток дросселя снижается до величины тока нагрузки, диод

2 запирается, а диод 4 отпирается. При этом образуется контур 8 — 4 — 10, по которому замыкается ток дросселя 8, и контур 11 — 4-11, по которому замыкается ток нагрузки. Если ток дросселя 10 снизился до величины тока нагрузки еще до включения тиристора 10, то переключение диодов 2 и 4 произошло ранее момента тз и при включении тиристора

10 ток дросселя 8 сразу замкнется через диод 4 по контуру 8 — 4 — 10-8. С момента отпирания диода 4 ток в нагрузке начинает снижаться. Перед тем, как вновь включить основной тиристор 1, необходимо произвести холостой перезаряд конденсатора 7.

Для этого в момент t4 от схемы управления включается тиристор 6 и конденсатор 7, у которого левая обкладка имеет положительный потенциал, начинает перезаряжаться по контуру 7-6 — 4-8-7. В момент ts, определяемый схемой управления, включается тиристор 1, Диод 4 запирается и конденсатор

7 дозаряжается до первоначального напряжения от источника питания по контуру 7—

6-1 — 8 — 7. Меняя длительность интервалов времени tl — тз и t4-tg, можно регулировать уровень напряжения на коммутирующем конденсаторе в широком диапазоне, начиная от величины напряжения источника питания.

В режиме торможения преобразователь работает следующим образом.

1631684

1 0

ЗО

Если при торможении напряжение на нагрузке 11 превышает напряжение источника питания, то открывается диод 2, и энергия из нагрузки рекуперируется в источник питания. Если напряжение на нагрузке меньше напряжения источника питания, то от схемы управления отпирается тиристор "торможения" 3. Ток в нагрузке возрастает и, когда он достигает нужной величины, тиристор 3 запирается, и энергия из нагрузки рекуперируется в источник питания через диод 2. Для запирания тиристора 3 отпирается тиристор 6 и конденсатор 7, левая обкладка которого имеет в этот моменть положительный потенциал, начинает разряжаться по контуру 7 — 6-3-8-7, В момент tt ток разряда конденсатора 7 достигает величины тока через тиристор 3, и последний закрывается, Дальнейший разряд конденсатора 7 происходит через диод

4 по контуру 7 — 6 — 4 — 8 — 7. Через диод 4 замыкается также ток нагрузки. В момент t2 напряжение на конденсаторе 7 достигает по абсолютной величине напряжение источника питания, Начиная с этого момента целесообразно включать тиристор 9. В момент 1з включения схемы управления тиристора 9 тиристор 6 под действием обратного напряжения 7 запирается, и энергия дросселя 8 в том случае, если ток дросселя больше тока нагрузки, рекупирируется в источник питания по контуру 8-9 — 4 — 8. В момент, когда ток дросселя 8 уменьшается до тока нагрузки, закроется диод 4 и откроется диод 2. Ток дросселя 8 будет уменьшаться до нуля по контуру 8 — 9 — 2 — 8, а энергия нагрузки начнет рекуперироваться в источник питания по контуру 11 — 2 — 11.

Холостой перезаряд конденсатора 7 начинается в момент t4, когда включается тиристор 5, и конденсатор 7, правая обкладка которого заряжена положительно, начинает перезаряжаться по контуру 7-8 — 2 — 5 — 7. В момент t5 от схемы управления включается тиристор 3, диод 2 запирается, а конденсатор 7 дозаряжается от источника питания по контуру 7 — 8-3 — 5 — 7. Меняя длительность интервалов t1 — 13 и t2 — t5, можно регулировать максимальный уровень напряжения на коммутирующем конденсаторе от величины напряжения источника питания до другой, более высокой величины, необходимой для обеспечения надежной работы преобразователя.

Сравнение работы преобразователя в режимах тяги и торможения показывает, что процессы повторяются, а меняются только контурь протекания токов. Введение дополнительной пары вспомогательных тиристоров позволяет снизить энергию коммутирующих элементов не только за счет ограничения притока энергии в контур коммутации, но и за счет вывода избыточной энергии из контура коммутации. Учитывая, что максимальный ток нагрузки требуется на сравнительно небольшом интервале времени, например при пуске двигателя, а остальное время так нагрузки в три и более раз меньше максимального, использование двух способов поддержания оптимального количества энергии s коммутирующем контуре обеспечивает минимально возможные потери в преобразователе.

Целесообразно увеличивать энергию коммутирующего контура при пуске двигателя и снижать ее при движении, Это тем более важно, что повышение КПД преобразователя снижает расход дорогостоящей аккумуляторной электроэнергии и увеличивает длину пробега между двумя подзарядами аккумуляторной батареи, Формула изобретения

Инвертор, содержащий подключенный к входным выходам полумоста основных тиристоров, зашунтированных обратными диодами и соединенных общей точкой с коммутирующей последовательной

LC-цепочкой и первым выходным выводом, причем второй выходной вывод подключен к отрицательному входному выводу, а свободный вывод LC-цепочки соединен с общей точкой двух последовательно соединенных коммутирующих тиристоров, подключенных в прямом направлении к входным выводам, соединенным с двумя посл едовател ь но включен н ы ми встреч н ыми вентилями, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД в качестве встречных вентилей использованы тиристоры, подключенные общей точкой к точке соединения дросселя и конденсатора LC-цепочки, причем коммутирующие тиристоры соединены с конденсатором упомянутой цепочки.

1631684

ФОГ. 2

Составитель И.Жередина

Техред М.Моргентал Корректор М.Кучерявая

Редактор М.Келемеш

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Заказ 554 Тираж 382 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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