Техническаяbmbjihotekaавтономнь[

 

ОПИСАНИЕ 25I077

ИЗОЬЕЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 18 1Х.1967 (№ 1184826/24-7) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 26Х11!.1969. Бюллетень № 27

Кл, 21d-*, 12 ОЗ

21d -, 14, 01

Комитет по девам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК Н 02m

Н 02m

УДК 621.314.27 (088.8) Дата опубликования описания 19.11.1970

Авторы изобретения

С. М. Кацнельсон и В. С. Ухов

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. M. Кирова

Заявитель

ABTOHOMHblA ТИРИСТОРНЪ|Й ИНВЕРТОР

Известный автономный тириcTîðíûé инвертор, содержащий демпфирующие коммутацHOIHHbIB перенапряжения на тиристорах цепочки, каждая из которых выполнена в виде последовательно соединенных диода и конденсатора, имеет высокие потери и низкий к.п.д.

Предложенный инвентор отличается тем, что он снабжен дросселями, подключенными параллельно диодам демпфирующих цепочек.

Это снижает потери и повышает к.п.д.

На фиг. 1 изображена при нципиальная cveма автономного инвертора с встречно-параллельными диодами; на фиг. 2 — тсринципиальная схема автономйого иквертора, не имеющего встречных диодов.

Автономный тиристорный инвертор содержит демпфирующие коммутационные перенапря>кения на тирнсторах 1 4 цепочки, каждая из которых выполнена в виде последовательно соединенных диода 5 и конденсатора 6.

Кроме того, он снабжен дросселями 7, подключенными параллельно диодам 5 демпфи. рующих цепочек. Последовательно с дросселем 7 может быть включено сопротивление 8.

Коммутационный конденсатор 9 и коммутирующий дроссель 10 (индуктивность) включены последовательно. Нагрузка 11 включена через конденсатор 12 фильтра, на входе которого установлен дроссель 13, в анодные цепи тиристоров 1 — 4 могут быть включены насыщающиеся реакторы.

При включении тиристоров 1, 2 происходит заряд коммутирующего конденсатора 9 через

5 дроосель 10 и сопротивление нагрузки 11.

В промежутке .времени, пока включены тиристоры 1, 2, все конденсаторы 6, присоединяемые через диоды 5, разряжены. После того как напряжение на конденсаторе 9 станет

10 выше напряжения источника питания, и колебательный ток, текущий через тпристоры

1, 2, пройдет через нуль, эти тиристоры ганут. Тогда включаются встречные неуправляемые вентили 14, 15, и через нагрузку 11 нач15 нет протекать ток в обратном направлении до тех пор, пока конденсатор 9 не разрядится до напряжения, меньшего, чем напряжение источника пита ния, и вентили 14, 15 погаснут.

Во время работы встречно включенных венти20 лей 14, 15 на тиристорах 1, 2 будет небольшое обратное напряжение порядка 1,5 — 2,5 в.

После прекращения протекания тока через вентили 14, 15 на них появляетсл обратное напряжение, которое для тиристоров 1, 2 яв25 ляется прямым. B этот момент конденсаторы

6 оказываются подключенными через прлмыс диоды 5 параллельно тиристорам, в результате чего коммутационные перенапряжения. возникающие при обрыве тока неуправлле30 мыми вентилями 15, 14, будут демпфировать251077 ся при наличии ем|костей конденсаторов 6 достаточной величины. Практически на повышенных частотах демпфирование коммутационных перенапряжений удается осуществить при значениях емкостей порядка 0,1 — 0,2 мкф.

В интервале времени, когда к тиристорам

1, 2 приложено прямое напряжение, конденсатор 6, заряжен|ный через диод 5, который проводит ток только при прямом напряжении на тирпсторах 1, 2,,находится в заряженном состоянии, причем в этом интервале никакой энергии в цепочке не расходуется. Во втором интервале, когда включаются тиристоры 1,2, а после — встречные диоды (вентили) 14, 15, конденсатор 6 разряжается через дроссель 7 и включавшиеся вентили. В момент включения тиристора благодаря индуктивности дросселя 7 ток разряда .конденсатора 6 равен нулю и затем нарастает по синусоидальному закону, поэтому он не оказывает никакого влияния на коммутационные потери во время включения тиристора и не может повлиять на возникновение коммуляции тока в небольших областях перехода при повышенных частотах.

Величина индуктивности дросселя 7 выби. рается такой, чгобы частота собственных колеба ний контура, образованного конденсато. ром 6 и дросселем 7 в одноячейковых инверрах с,встречно-параллельными вентилями, была ниже выходной ча стоты инвертора в

1,5 — 2 раза. Поэтому после включения тиристора конденсатор 6 начнет разряжаться через дроссель 7, причем напряжение на конденсаторе должно достигнуть нуля до момента погасания встречных неуправляемых вентилей 14, 15. Перезаряд конденсатора 6 происходить не может, так как при изменении на нем полярности во время работы встречных вентилей диод 5 начнет проводить ток и не даст ему перезаряжаться.

Поскольку емкость конденсатора 6 в 50—

100 раз меньше емкости коммутирующего конденсатора 9 и, следовательно, индуктивность дросселя 7 в 100 — 200 раз больше индуктивности дросселя 10, то амплитуда дополнительного тока, текущего через тиристор благодаря разряду конденсатора 6 через дроссель 7, практически не превышает одного процента от амплитуды рабочего тока.

Энергия, запасаемая в конденсаторе 6 при заряде его через диод .5, частично рассеивается в активном сofIlpoTIIâëâíèè, которым обладает дроссель 7, и в интервале спада прямого,напряжения на тиристорах частично воз10 вращается обратно в цепь источника тока.

В цепочках низки потери энергии, поэтому имеется слабый нагрев диодов 5, что позволяет применить диоды невысокой мощности.

При высокой добротности дросселя 7 после15 дователь но с ним следует включить небольшое активное сопротивление 8.

Применение подобного устройства для демпфирования коммутационных перенапряжений в многоячейковых схемах инверторов

20 (фиг. 2) дает такой же технический и экономический эффект, который уже был описан выше для схем инверторов с встречно-параллельными вентилями 14, 15, .причем с ростом числа ячеек эффективность предлагаемого уст25 ройства повышается.

Применение предлагаемого устройства для демпфирования коммутационных перенапряжений позволит резко снизить потери в этих устройствах в инверторах на тиристорах с

30 встречно включенными неуправляемыми вентилями и в многоячейковых инверторах повышенной и ультразвуковой частоты, что дает возможность повысить коэффициент полезного действия этих инверторов.

Предмет изобретения

Автономный тиристор ный инвертор, содержащий демпфирующие коммутационные перенапряжения на тиристорах цепочки, каждая

40 из которых выполнена в виде последовательно соединенных диода и конденсатора, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь и повышения к.п.д., он снабжен дросселями, подключенными параллельно диодам демпфи45 рующих цепочек.

251077

VuZ / г 2

Редактор Э. Рубан

Заказ 3782(17 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Советс Министров ССС>

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Л. Борисова

Техред Т. П. Курилко

Корректоры: Е. Ласточкина и А. Абрамова