Автономный инвертор


 


Владельцы патента RU 2421868:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" (RU)

Использование: изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в источниках питания повышенной частоты для индукционного нагрева металлов и в других электротехнологических установках. Технический результат: повышение надежности автономного инвертора за счет увеличения схемного времени восстановления тиристоров инвертора и использования энергии дросселя фильтра в процессе ускоренного перезаряда конденсатора фильтра, а также исключения образования цепи короткого замыкания источника питания при отказах дополнительного тиристора. Сущность изобретения: в автономный инвертор введены дополнительные конденсатор и диод, причем дополнительный конденсатор одним выводом подключен к точке соединения конденсатора фильтра с защитным дросселем, а другим выводом - к катоду дополнительного тиристора и аноду дополнительного диода, анод дополнительного тиристора подключен к отпайке, а катод дополнительного диода - к входному выводу дросселя фильтра. 1 ил.

 

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в источниках питания повышенной частоты для индукционного нагрева металлов и в других электротехнологических установках.

Известен независимый инвертор, выполненный по однофазной мостовой схеме, содержащий подключенную к входным зажимам через дроссель фильтра последовательную цепь из конденсатора фильтра и нагрузки, тиристорный мост и контур искусственной коммутации в виде последовательно соединенных коммутирующего конденсатора и дросселя [А.С. СССР № 235177, H02M 7/48, 1969].

Недостатком такого инвертора является низкая надежность из-за недопустимо большой величины тока разряда конденсатора фильтра при срыве инвертирования, которая ведет к выходу из строя тиристоров моста.

Известен также автономный инвертор, содержащий подключенную к входным зажимам через дроссель фильтра последовательную цепь из конденсатора фильтра, защитного дросселя и нагрузки, а также один или несколько тиристорных мостов [Кацнельсон С.М. Тиристорные инверторы с встречно-параллельными диодами и удвоением частоты. // Электричество. - 1971. - №1. - С.60-63].

Недостатком такого инвертора является относительно низкая надежность из-за большой величины амплитуды и крутизны тока разряда конденсатора фильтра при срыве инвертирования, что может приводить к выходу из строя тиристоров.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является автономный инвертор, содержащий подключенную к входным зажимам через дроссель фильтра последовательную цепь из конденсатора фильтра, защитного дросселя с промежуточным выводом и нагрузки, один или несколько тиристорных мостов, дополнительный тиристор, а также датчики срыва инвертирования, выводы которых подключены к управляющему электроду дополнительного тиристора, причем дополнительный тиристор подключен между общей точкой дросселя и конденсатора фильтра и промежуточным выводом защитного дросселя [А.С. СССР № 515228, H02M 7/515, 1977].

Недостатком его является снижение надежности за счет малого схемного времени восстановления тиристоров инвертора и возможности образования цепи короткого замыкания источника питания при отказах дополнительного тиристора.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности автономного инвертора за счет увеличения схемного времени восстановления тиристоров инвертора и использования энергии дросселя фильтра в процессе ускоренного перезаряда конденсатора фильтра, а также исключения образования цепи короткого замыкания источника питания при отказах дополнительного тиристора путем включения дополнительных конденсатора и диода.

Задача решается тем, что в автономном инверторе, содержащем подключенную к входным зажимам через дроссель фильтра последовательную цепь из конденсатора фильтра, защитного дросселя и нагрузки, один или несколько тиристорных мостов, дополнительный тиристор, а также датчики срыва инвертирования, выводы которых подключены к управляющему электроду дополнительного тиристора, в отличие от прототипа введены дополнительные конденсатор и диод, причем дополнительный конденсатор одним выводом подключен к точке соединения конденсатора фильтра с защитным дросселем, а другим выводом - к катоду дополнительного тиристора и аноду дополнительного диода, анод дополнительного тиристора подключен к отпайке, а катод дополнительного диода - к входному выводу дросселя фильтра.

На чертеже приведена схема предложенного автономного инвертора. Автономный инвертор содержит два тиристорных моста 1 и 2, каждый из которых содержит первый 3, второй 4, третий 5, четвертый 6 тиристоры и первый 7, второй 8, третий 9, четвертый 10 встречные диоды. В диагонали каждого моста включен последовательный коммутирующий контур, состоящий из коммутирующего конденсатора 11 и дросселя 12. Последовательная цепь из конденсатора фильтра 13, защитного дросселя 14 и нагрузки 15 подключена через дроссель фильтра 16 к источнику питания 17. Дополнительный конденсатор 18 подключен между точкой соединения конденсатора фильтра 13 с защитным дросселем 14 и катодом дополнительного тиристора 19. Дополнительный диод 20 подключен между катодом дополнительного тиристора 19 и входным зажимом дросселя фильтра 16. Первый 21 и второй 22 датчики срыва инвертирования подключены к цепи управления дополнительного тиристора 19.

В установившемся режиме при включении первого 3 и третьего 5 тиристоров тиристорных мостов 1, 2 коммутирующие конденсаторы 11 обоих мостов начинают перезаряжаться через коммутирующие дроссели 12, нагрузку 15, защитный дроссель 14 и конденсатор фильтра 13. При переходе тока в коммутирующих контурах через нуль первый 3 и третий 5 тиристоры запираются и включаются первый 7 и третий 9 встречные диоды. После отключения первого 7 и третьего 9 встречных диодов включаются второй 4 и четвертый 6 тиристоры, и процесс перезаряда коммутирующих конденсаторов 11 происходит аналогичным образом.

При возникновении срыва инвертирования, например, проводят первый 3 и второй 4 тиристоры тиристорного моста 1, сигнал с первого 21 и второго 22 датчиков срыва инвертирования одновременно подается на блокирование импульсов управления тиристорами 3-6 тиристорных мостов 1, 2 и включение дополнительного тиристора 19. В результате начинается процесс ускоренного перезаряда конденсатора фильтра 13 током i1 через часть дросселя фильтра 16, дополнительный тиристор 19 и дополнительный конденсатор 18. После изменения полярности конденсатора фильтра 13 на обратную запираются первый 3 и второй 4 тиристоры тиристорного моста 1 и дополнительный тиристор 19, конденсатор фильтра 13 разряжается через первый 7 и второй 8 встречные диоды, нагрузку 15 и защитный дроссель 14 и одновременно через дополнительный конденсатор 18, дополнительный диод 20 и дроссель фильтра 16. В результате первый 3 и второй 4 тиристоры тиристорного моста 1 восстанавливают свои запирающие свойства.

Итак, заявляемое изобретение позволяет повысить надежность автономного инвертора за счет увеличения схемного времени восстановления тиристоров инвертора и использования энергии дросселя фильтра в процессе ускоренного перезаряда конденсатора фильтра, а также исключения образования цепи короткого замыкания источника питания при отказах дополнительного тиристора путем включения дополнительных конденсатора и диода.

Автономный инвертор, содержащий подключенную к входным зажимам через дроссель фильтра последовательную цепь из конденсатора фильтра, защитного дросселя и нагрузки, один или несколько тиристорных мостов, дополнительный тиристор, а также датчики срыва инвертирования, выводы которых подключены к управляющему электроду дополнительного тиристора, отличающийся тем, что снабжен дополнительными конденсатором и диодом, причем дополнительный конденсатор одним выводом подключен к точке соединения конденсатора фильтра с защитным дросселем, а другим выводом к катоду дополнительного тиристора и аноду дополнительного диода, анод дополнительного тиристора подключен к отпайке, а катод дополнительного диода - к входному выводу дросселя фильтра.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в различных вторичных источниках питания в диапазоне мощностей от 3 кВт до сотен кВт, например в электросварочных аппаратах дуговой воздушной сварки, плазмотронах, дуговых электропечах и других устройствах, требующих стабилизации мощности в нагрузке.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в агрегатах бесперебойного питания, используемых, в частности, в ветроэнергетике. .

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти широкое применение в системах индукционного нагрева металлов. .

Изобретение относится к преобразовательной технике, а конкретно к преобразователям энергии постоянного тока в энергию переменного тока повышенной частоты. .

Изобретение относится к способу регулирования источника сварочного тока с резонансным контуром и может найти применение в сварочных аппаратах в различных отраслях машиностроения.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к области автоматического регулирования на постоянство угла запаса (погасания) однофазного инвертора электроподвижного состава переменного тока в режиме рекуперативного торможения.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах управления установок индукционного нагрева. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве источника питания различных технологических устройств. .

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано на электрическом подвижном составе. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления с тиристорными преобразователями частоты для электротехнологии. .

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для заряда емкостных накопителей в радиоэлектронных, электрофизических и электротехнологических установках

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах управления с полупроводниковыми преобразователями частоты для электротехнологии

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в системах питания и управления с вентильными преобразователями частоты

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления преобразователями

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления многофазным выпрямителем переменного тока с, по меньшей мере, двумя модулями (100) фаз, имеющими, соответственно, две ветви (T1, , T6) вентилей - одну верхнюю и одну нижнюю, имеющие, соответственно, две соединенные последовательно двухполюсные подсистемы (10, 11)

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на транспорте. Техническим результатом является уменьшение массогабаритных показателей. Электрическая машина содержит корпус, в котором в непосредственной близости от ротора установлены статорные обмотки. Имеется также схема, содержащая транзисторы и диоды и подключенная к указанным обмоткам. Схема коммутации входит в состав инвертора тока, который содержит также пару индукторов, установленных на шинах питания, и коммутирующие конденсаторы. Инвертор тока, как и обмотки, находится внутри корпуса. Энергосистема транспортного средства содержит источник постоянной мощности, подключенный к электрическим машинам посредством интегрированных электроприводов. Каждый из электроприводов содержит, по меньшей мере, три обмотки, установленные в непосредственной близости от роторов двигателей, ассоциированных с данными электроприводами. Схема коммутации накопительного контура, электрически связанная с каждой из обмоток, находится в замкнутом состоянии для приведения роторов во вращение или в разомкнутом состоянии для подачи энергии в локальный накопитель энергии. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в инверторах для подачи нескольких выходных напряжений или нескольких потенциалов выходных напряжений на соответствующих выходах (A1, A2, A3). Преобразователь содержит блоки (3) регулировки, которые соответственно присоединены к одному из нескольких источников (2) входного напряжения. Каждый из блоков (3) регулировки изменяет входное напряжение (UIN1, UIN2, UIN3, UIN4), поданное от присоединенного источника (2) входного напряжения, и подает промежуточное напряжение (U1, U2, U3, U4). Преобразователь содержит элементы (41) коммутации, причем к каждому элементу (41) коммутации приложены определенные посредством промежуточных напряжений (U1, U2, U3, U4) потенциалы (V0, V1, V2, V3, V4) промежуточных напряжений и каждый элемент (41) коммутации выбирает один из потенциалов (V0, V1, V2, V3, V4) промежуточного напряжения для выдачи в качестве соответствующего потенциала (VOUT1, VOUT2, VOUT3) выходного напряжения. Способ эксплуатации такого преобразователя включает в себя следующие этапы: настройку блоков (3) регулировки так, чтобы блоки (3) регулировки подавали потенциалы промежуточных напряжений, которые содержат подаваемые потенциалы (VOUT1, VOUT2, VOUT3) выходных напряжений; настройку элементов (41) коммутации так, чтобы соответственно выбирался один из потенциалов (V0, V1, V2, V3, V4) промежуточного напряжения и подавался на соответствующий выход (A1, A2, A3). 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для преобразования постоянного напряжения в переменное при разработке различных устройств автоматики. Техническим результатом является повышение функциональной надежности преобразователя за счет упрощения его схемы для реализации способа работы и расширение функциональных возможностей. В способе работы преобразователя и устройстве для выполнения способа преобразователь постоянного напряжения в переменное действуют как SEPIC-преобразователь: во время формирования положительной полуволны выходного переменного напряжения накопленная в дросселе энергия передается на первичную обмотку трансформатора, а во время формирования отрицательной полуволны выходного переменного напряжения к первичной обмотке трансформатора прикладывается энергия, запасенная в первом конденсаторе. Преобразователь постоянного напряжения в переменное содержит первый и второй полупроводниковые переключатели преобразователя постоянного напряжения в переменное, действующие как синхронный выпрямитель; цепи постоянного входного напряжения преобразователя гальванически развязаны от цепей выходного переменного напряжения преобразователя. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в линиях постоянного тока высокого напряжения, к которой через автономный преобразователь подключена сеть переменного тока. Технический результат - повышение надежности устранения неисправности в линии постоянного тока высокого напряжения. Для того чтобы иметь возможность устранять неисправность в линии (19) постоянного тока высокого напряжения с сетью (17) переменного напряжения, подключенной через автономный преобразователь (1) переменного тока, надежно со сравнительно невысокими затратами посредством управления по меньшей мере одним Н-мостовым подмодулем (36, 37, 38; 39, 40, 41) в фазных ветвях (4, 5, 6; 7, 8, 9) выполненного в модульной конструкции преобразователя (1) переменного тока при формировании противоположного напряжения относительно напряжения на электрической дуге, ток короткого замыкания, протекающий в случае неисправности, снижается. Изобретение также относится к установке для передачи электрического тока через линию постоянного тока высокого напряжения и к преобразователю переменного тока. 3 н.п. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления автономными инверторами с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) для частотного регулирования скорости асинхронного двигателя. Технический результат заключается в расширении рабочего диапазона регулирования амплитуды 1-й гармоники выходного напряжения автономного инвертора вплоть до режима 180-градусного управления, обеспечивающего ее максимально возможное значение. Способ управления трехфазными автономными инверторами основан на сравнении высокочастотного опорного напряжения треугольной или пилообразной формы и низкочастотного многофазного модулирующего напряжения, в котором предварительно производят модуляцию амплитуды опорного напряжения в соответствии с величиной и формой модулей фазных модулирующих напряжений. Полученные опорные напряжения сравнивают с соответствующими фазными модулирующими напряжениями. 4 ил.
Наверх