Способ регулирования выходного напряжения автономного инвертора

 

О П Й С-А Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

390640

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое OI явт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 23.11.1970 (М 1407537/24-7) М.1хл, Н 02m 5;42

Н 02m 7/72

Н 02р 3/18

: при;оединением заявки № ——

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

П,риоритет—

Опубликовано 11.Vl 1.1973. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 24.Х.1973

УДК 621.314,13 (088.8) Автор изобретения

В. Д. Кулик

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина

Заявитель

СПОСОБ РЕГУЛ И РОВАН ИЯ ВЫХОДНОГО НА ПРЯ)КЕ Н ИЯ

АВТОНОМНОГО ИНВЕРТОРА

Известен способ регулирования выходного напряжения автономного инвертара, содержащего силовые полупроводниковые элементы, подключенные к делителю лостоянного напряжения через регулировочные полупроводниковые элементы, лутем лодачи отпирающего импульса управления на регулировочный полупроводниковый элемент, подключенный к крайнему выводу делителя .постоянного напряжепия, в каждый полупериод выходного напряжения с выдержкой времени относительно подачи управляющих импу.чьсов на силовые полупроводниковые элементы, формирующие указанньш полупериод выходного напряжения.

В целях повышения плавности регулирования выходного напряжения по предлагаемому способу величину указанной выдержки времени подачи отпирающего импульса изменяют, причем запирают его в момент подачи очередных управляющих имлульсов на силовые полупроводниковые элементы, формирующие другой полупериод выходного напряжения.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема автономного инвертора с естественной коммутацией силовых полулроводниковых элементов; на фиг. 2 приведены кривые соответственно тока и напряжения на нагрузке за период частоты у1правления силовыми тиристорами этого ни вертова и тиристором его делителя нааряжения; на фиг. 3 изображена принципи«льная схема автономного инвертора с вынужденной коммутацией силовых .полупроводниковых элементов; на фпг. 4 — блок-схема управления силовыми тиристорамп этого ин;> вертора и тиристорами делителя; па фиг. 5 показана временная диаграмма отпирания и запирания силовых тирпсторов инвертора с вынужденной коммутацией и его,делителя без учета времени кохтмутапии и времени восстановления тирпсторов; на фиг. 6 приведены кривые напряжения соответственно на входе

U .. и нагрузке Ua инвертора.

Инвертор (см. фиг. 1 и 3) содержит силовые полупроводниковые элементы (ти ристо15 ры) 1 — 4 и обратные диоды 5 — 8. На входе инвертора с естественной коммутацией силовых полупроводниковых элементов предусмотре» делитель напряжения, составленный из двух источников на пряжения Е п Ее. Деление

20 входного напряжения в данном случае осуществляется с помощью фильтровых конденсаторов 9 и 10. Положительный:полюс конденсатора 10 с наименьшим потенциалом Е2 подключен через неуправляемый регулировочный

25 полупроводниковый элемент (диод) 11 к входу инвертора: к анодам анодной группы его силовых тиристоров. Положительный полюс конденсатора 9 подключен к входу пнвертора через регулировочный полулроводниковый

30 элемент (тпристор) 12. К выходным зажимам

390640 )

1О

25 инвертора подсоединен колебательный контур, который может быть как последoBÿòåëüI«ûì, так и пюслвдовательно-:параллельным.

Источник питания постоянного тока иш«ертора с вынужденной коммутацней тпристоров (см. фиг. 3) представляет собой делитель напряжения, составленный из fl источников питания Е« — Е„. В качестве отдельных источников питания могут быть применены аккумуляторная батарея, фильтровые конденсаторы или

:отдельные выпрямители. Части делителя няпря>кения подключены к входу ингертора «срез тиристоры 18 — 18» .

Блок-схема управления силювыми тиристорами инвертора с вынужденной коммутацией и тиристорами его делителя содержит генератор 14 им пульсов управления, устройство 18 запиранпя силовых тиристюров инвертора, фазосдвпгающие устройства 1б и 17 и устройство 18 отпирания и запирания тиристоров

18 — 18„в определенные моменты времени.

Принцип действия предлагаемого способа рвгулирован««я напряжения применительно к инвертору, работающему в колебательном режиме с прерывистым током силовых тиристоров (см. фпг, 1 п 2) за полуперцод частоты управления «)), заключается в следующем.

В момент .времени lа управля«ощие импульсы подаются на тиристоры 1 и 2. В результате к инвертору через диод 11 прикладывается напряжение Е2. По истечении времени t. управляющий импульс поступает на тиристор 12.

В результате под воздействием напряжения

Е1 диод 11 закрывается, а к инвертору прп1(1 ядывяется полное напряжен! «е делителя

E=.Е,+Е2. .В момент времени t!, ввиду колебательного характера тока i», нагрузки Z», ток Tlipl«сТоров I и 2 снижается до нуля и прерывается.

В. промежутке времени 11 — 4 ток нагрузки прбтекает в обратном направлении через диоды 5 и б и конденсаторы 9 и 10 фильтра делителя. 3а время 11 — 4 тиристоры 1, 2 и 12 восстанавливают свои зап««риощ«!е свойства. В момент времени t отпираются силовые тиристоры 8 и 4, в результате чего происходит коммутация тока нагрузки с диодов б и б на тпрпсторы 8 и 4. Во втором полупериоде, в промеи(утке времени 4 — tg, процессы в инверторе повторяются.

Таким образом, изменяя момент временп подключения. одной части делителя относительно другой, можно в широких пределах регулировать входное напряжение п«!всрторя.

В пнвсрторах с. вынужденной комму«гац;«ей силовых тиристоров зяппряние силовых тиристоров происходит в моменты времени, когда

«х ток нс равен нулю, и поэтому опи требуют специа.!ы!ых K стройств коммутяцllи силовых тирпсторов. В частности такие устройства включают вспомогательные тиристоры и коммутирующие конденсаторы. В данном примере рассматривается случай, когда применение предлагаемого способа регулирования папря30

50 )Э

65 жения дает возможность улучшить форму выходного напряжения инвертора.

Работает шпертор с вынужденной коммутацией силовых тиристоров следующим образом.

В момент времени tl от генератора 14 пода«отся управляющие импульсы на тиристоры

1, 2, 18„и устройства 15, 1б, 17. В результате открываются тиристоры 1, 2 и 18, . К нагрузке Z» прикладывается напряжение Е„нижней части делителя. В момент времени 4 импульсом напряжения устройства 1б отпирается тир и стор 18 „. 1, что приводит к з апир анию тпр:«стора 18„и подаче на вход инверторя напряжения Е=Е„+Е„«. В момент времени t3 с выхода устройства 17 на вход устройства 18 подается сигнал, что приводит к срабатыванию устройства 18, к запиранию тиристора 18„«и отпиранию тиристора 18„.

В результате на вход инвертора вновь подается напряжение Е „. В момент времени 14 с помощью управляющих импульсов напряжения генератора 14 и устройств 15 и 18 запираются тиристоры 1 и 2 и отпираются тиристоры ), 4 и 18„. В результате па,вход инверторя подается напряжение Е „.а на нагрузке напряжение меняет полярность (см. фнг. 6). Во втором полупериоде, в промежутке врсмспи

I4 — t7, процессы в инверторе повторяются.

Из рассмотрения работы инвертора с вынужденной коммутацией тиристоров видно, что, изменяя моменты подключения одной части делителя относительно другой,к анодам анодной группы силовых тиристоров инвертора, можно регулировать среднее значение напряжения на входе и форму напряжения на нагрузке инвертора, не применяя при эгом нагрузочного трансформатора.

Как видно из рассмотренных пр««ме)ров, предлагаемый способ регулирования напряжения особенно целесообразно применять при регулировании напряжения инверторов с естественным выключением тиристоров при снижении тока тиристоров до нуля за счет колебательного характера тока нагрузки. В таких инверторах тиристоры делителя напряжения, через которые осуществляется подключение частей делителя, пе требуют устройств гашения.

Предмет изобретен ия

Способ регулирования выходного напряжения автономного пнвертора, содержащего силовые полупроводниковые элементы, подключенные к делителю постоя««ного напряжения через регулировочные полупроводниковые элементы, путем подачи от пирающего им«тульса управлс««1«я на регулировочный полупроводниковый элемент, иодкл«очен!«ый к краинему выводу делителя постоянного напряжения. в каждый полупериод выходного напряжения с выдержкой времени относительно подачи управляющих импульсов на силовые полупроводниковые элементы, формирующие указа:l390640 ный полупериод выходного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения плавности регулирования, .величину указанной .выдержки времени подачи отпирающего импульса управления на,регулировочный полупроводниковый элемент пзмспяют, причем запирают его в момент подачи очередных управляющих импульсов íà ".èëîâûå полупроводниковые элементы, формирующие другой

5 полупериод выходного напряжения.

390G40

Фиг.

К 7 7иСаааЯ НЬ

Уаг о

Коррекгор Л. Чуркина.

Редактор T. Юрчикова

Заказ 5063 Изд. № 1776 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Обл. тип, Костромского управления издатечьств, полиграфии и книжной торговли

Составитель Л. Борисова

Техред Л. Куклина