Инвертор на управляемых полупроводниковыхвентилях

 

ОГ)ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союа Советскик

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства М

Заявлено 12.I.1963 (№ 813102/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 20.ll.1969. Бюллетень ¹ 9

ÒaTà опубликования описания 4Л! !.1969

Кл. 21d -, 12/03

МПК Н 02m

Комитет пс делай изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

У "!К 621.314.57 (088.8) Авторы изооретения

А. А. Сакович, С. Б. Юдицкий и М. И, Абрамович

Всесоюзный электротехнический институт им. Ленина

Заявитель

ИНВЕРТОР HA УПРАВЛЯЕМЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ

ВЕНТИЛЯХ

Известен инвертор на полупроводниковых управляемых вентилях, содержащий группу вентилей обратного тока и два заградительных реактора в цепи постоянного гока.

Известен инвертор с двумя группами вентилей, одной рабочей и другой, предназначенной для возврата энергии в сеть постоянного тока, а также использование в схеме инвертора заградительного реактора, разделенного на две части.

Предложенный инвертор повышает надежность и улучшает внешнюю характеристику.

Основная отличительная особенность новоIo инвертора состоит в том, что в нем применен вентильный коммутатор, подключенный после заградительных реакторов параллельно вентилям инвертора и осуществляющий преобразование постоянного напряжения B ряд широких прямоугольных импульсов, частота следования которых согласована с частотой инвертора.

Заградительные реакторы могут быть снабжены вторичными обмотками, соединенными последовательно через диод и подключенными к источнику постоянного тока.

На фиг. 1 изображена схема с общим коммутатором, обеспечивающим искусственную коммутацию для всех вентилей инвертора; на фиг. 2 — характеристика рабочего процесса инвертора.

Ииверторный блок включает в себя группу управляемых кремниевых вентилей активной мо циости 1, 2, 8, 4, 5, 6 и группу вентилей реактивной мощности 7, 8, 9, 10, 11, 12. Ком5 мутатор состоит из управляемых кремниевых вентилей 18, 14, 15, 1б и конденсатора 17.

Инвертор п тается от источника постоянного тока через заградительный реактор 18, обмотка которого, в целях симметрирования по10 тенциалов .на выходных зажимах инвертора, разделена на две половины и включена в обы полюса.

Рабочий процесс инвертора протекает следующим образом. На вентили 13, 14, 15 и 16

15 коммутатора поочередно подаются управляющие импульсы с частотой чередования, равной

2 km, где k — целое число, большее 1, характеризующее коэффициент запаса, а пт-число фаз на выходе инвертора.

20 Если, например, при включении схемы откроются вентили 13 и 14, тогда конденсатор

17 зарядится с полярностью плюс слева, минус справа. После заряда ток прекратится и вентили 18 и 14 закроются. При отпирании

2S вентилей 15 и 16, в первый момент положительно заряженная обкладка конденсатора будет соединена с нижней шиной, а отрицательно заряженная с верхней вследствие чего напряжение на этих шинах изменит знак.

30 Разность напряжений ляжет на обмотку реак237979

10 тора 18. Конденсатор 17 будет заряжаться через вентили 15 и 16 и перезарядится до полярности плюс — справа, минус — слева.

При отпирании вентилей 18 и 14 процесс повторится, включая кратковременное иззгенениь знака напряжения на шинах.

Таким образом, коммутатор разбивает постоянное напря>кение источника питания на ряд широких прямоугольных импульсов положительной полярности, разделенных узкими импульсами напря>кения отрицательной полярности, как показано на фиг. 2,а. Частота этих импульсов будет равна 2 Ь)к

Вентили группы активной мощности и группы реактивной мощности инвертора управляются многофазной системой ичпульсов.

На ка>кдый вентиль группы актиьной мощности в течение рабочего цикла в соответствующей последовательности подаются: 1) отпирающие импульсы, 2) импульсы повторного значения с частотой работы коммутатора.

3) пусковые ичпульсы. На вентили группы реактивной мощности подаются с надле>кащим чередованием коммутирующие импульсы.

Работу схемы иллюстрирует рис. 2,о. 1-1апример, работают вентили 1, 8 и 2. Для осуществления коммутации инвертора, одновременно с подачей отпирающих импульсов на вентили коммутатора, например, на 18 и 14, подается коммутирующий импульс на вентиль 10. При этом, в связи с изменением полярности на входе инвертора, ток будет проходить через вентили 2 и 10, а также через вентиль 2, коммутатор и вентиль 8. К аноду вентиля 1 будет приложено отрицательное напряжение, и он закроется. После восстановления полярности напряжения, на входе инвертора будут работать вентили 8, 2 и 10, причем через вентиль 10 фаза А будет отдавать реактивную мощность, запасенную в индуктивиости нагрузки.

В следующий период работы схемы ток чс. рез вентиль спадает до нуля. Остаются в работе вентили 8 и 2. Наступившая пауза в подаче напряжения на фазу А используется 1(BK средство для регулирования напряжения на выходе инвертора путем регулирования времени задержки отпирающего импульса. 3атем подается отпирающий импульс иа вентиль 4 и пусковой импульс на вентиль 8. После этого вентиль 4 вступает в рабсту и работают вентили 8, 2 и 4. Пусковой импульс, подаваемый на вентиль 8, в установившемся режиме значения не имеет, но при ьключении обеспечивает одновременное зажигание вентилей в анодной и катодной группах.

Поскольку частота импульсов, создаваемых коммутатором, может быть больше, чем частота коммутаций вентилей инвертора, на

55 электроды управления, работающих в данном цикле вентилей, подаются повторные импульсы зажигания после каждого срабатывания коммутатора.

Зтим предотвращается запирание вентилей в случае чисто активной или емкостной нагрузки на выходе инвертора.

При малой нагрузке инвертора или при емкостном характере нагрузки работа коммутатора может вызвать значительное повышение напряжения на входе инвертора. С целью предотвращения этого, реактор 15 снабжен вторичной обмоткой. Если напряжение за дросселем начинает превышать напря>кение на источнике питания, напряжение э. д. с. на вторичной обмотке совпадает с проводящим направлением вентиля 19. Выбирая надлежащее число витков вторичной обмотки, можно ограни шть уровень повышения напряжения за реактором заданныч значением путем обратной отдачи излишней энергии источнику питания. При напряжении ниже заданного предела и при снижении напряжения за реактором, дополнительный контур влияния на работу схемы не оказывает.

Дополнительный контур способен такж обеспечить отдачу энергии в сеть постоянного тока из сети переменного тока, при работе устройства в режиме обратного инвертора.

Согласно изобретению, возможны другие модификации схемы предло>кенного устроиства, например, с заменой четырехвентильного комчутатора одновентильньв|; выполнением роли вентиля коммутатора вентилями группы активной мощности; то же, но с числом фаз на выходе, равным пяти.

Инвертор может быть осуществлен на любое четное и нечетное число фаз, начиная от одпофазного напряжения.

Предмет изобретения

1. Инвертор на управляемых полупроводниковых вентилях, содержащий группу вентилей обратного ток" и два заградительных реактора в цепи постоянного тока, от.гичающийся тем, что, с целью, повышения надежности и улучшения внешней характеристики, в нем приченен вентильный коммутатор, подключенный после заградительных реакторов параллельно вентилям инвертора и осуществляющий преобразование постоянного напряжения в ряд широких прямоугольных импульсов, частота следования которых согласована с частотой инвертора.

2. Инвертор по п. 1, отличающийся тем, что заградительные реакторы снабжены вторичными обмотками, соединенными последовательно через диод и подключенными к источнику постоянного тока.

237979

Наг яжение на шина пиааноЯ

Pc,t,;;t > ор

Корректор Л. В. Юшина

Тсхрсд Т. П. Курнлко

Типография, ир. Сапунова, 2

Заказ !596/ 9 Тираж 480 Подписное

ЦЦИИПИ Комитета ио делам изобретений и открь,тий ири Совете Мшшстров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4