Однофазный автономный инвертор

 

п1 54l 254

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соеа Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.03.74 (21) 2003614/07 (51) М. Кл.-" Н 02М 7, 515 с присоединением заявки М

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.76. Бюллетень K 48

Дата опубликования описания 02.02.77 (53) УДК 621.314.57 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. А. Акимов и В. П. Куличенков (71) Заявитель (54) ОДНОФАЗНЪ|Й АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР

Известны схемы однофазных автономных инверторов тока (1).

Однако они не обеспечивают достаточной синусоидальности кривой выходного напряжения при значительных колебаниях напряжения в питающей сети.

В предлагаемом устройстве, с целью устранения указанного недостатка, отпайки дросселя фильтра через дополнительные тиристоры подключены к анодам преобразовательного моста.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого инвертора для случая, когда трансформатор и дроссель имеют по одной промежуточной отпайке. На фиг. 2 приведены временные диаграммы работы тиристоров данной схемы в зависимости от изменения величины входного напряжения, а также показано положение узких импульсов управления (под осями) .

Схема содержит тиристоры 1 — 10, трансформатор 11, конденсаторную батарею 12, дроссели 13 и 14.

Тиристоры 1 — 6 образуют инверторный мост, в котором поочередно могут работать пары тиристоров 1, 4 и 2, 3 или 1, 6 и 2, 5, в зависимости от чего меняется используемое число витков первичной обмотки трансформатора 11, т. е. его коэффициент трансформации.

Общая точка анодной группы тиристоров 1, 3, 5 соединена с отпайками дросселя 13 через тиристоры 7, 8, переключение которых позволяет менять входную индуктивность инвертора. Коммутирующая емкость и регулятор, об5 разованный тиристорамп 9, 10 и дросселем

14, включены на вторичной стороне трансформатора, хотя возможно их расположение и на первичной стороне. В случае большего числа промежуточных отпаек трансформатора 11 и

10 дросселя 13 тиристорный мост пополняется соответствующим количеством дополнительныхых ветвей, а к группе, образованной тиристорами 7 и 8, добавляется такое же количество дополнительных TIlj)11cTopoB.

15 Рассмотрим работу схемы инвертора согласlio фпг. 1, поясняя диаграммами фиг. 2. При значениях входного напряжения Ud, лежащих. в поддиапазоне Ud„,„„„ — Ud, где величина

Ud< выбирается пз условия

2д Сd> Ud rar

I

Ud н импульсы управления подаются попеременно на пары тиристоров 1, 4 и 2, 3 и одновременно

2 с ними на тиристор 7 (интервал времени

t0 — t>) . Управление регулятором проводится известным образом: при номинальной нагрузке н Ус/ = Ьс4„н тирпсторы 9, 10 полностью выключены и начинают включаться с увели3.) чением Ud, а также с уменьшением мощности

541254

15

60 нагрузки. Коэффициент трансформации трансформатора в этом случае равен отношению

14 З витков, а индуктивность дросселя 13 опУ1 ределяется числом витков W4.

При увеличении входного напряжения сверх значения Udl (момент времени tl) происходит снятие управляющих импульсов с тиристоров

3, 4 и 7 и перевод их соответственно на тиристоры 5, 6 и 8. Поскольку тиристоры 3 и 4 работают дискретно, т, е. имеют временные участки с непроводящим состоянием, то снятие с них импульсов управления приводит к их естественному выходу из работы и позволяет беспрепятственно включиться в работу тиристорам 5 и 6. Таким же образом осуществляется и обратный переход с тиристоров 5 и

6 на тиристоры 3 и 4 (момент времени t4). Если инвертор всегда работает в прерывистом режиме, то аналогичным путем вместо тиристора 7 включается в работу тиристор 8.

Однако в ряде случаев предпочтительнее оказывается непрерывный режим работы инвертора, при котором невозможна естественная коммутация тока в дросселе 13 с меньшего числа витков на большее, поскольку в момент коммутации основных тиристоров инвертора при включенном тиристоре 7 на витках

14 5 дросселя 13 наводится ЭДС с полярностью, указанной на фиг. 1, которая не позволяет включиться в работу тиристору 8 несмотря на наличие импульсов управления (момент времени 4). При коммутации основных тиристоров инвертора при включенном тиристоре

8 напряжение на витках W5 имеет полярность, также совпадающую с указанной на фиг. 1, т. е. перевод импульсов управления с тиристора 8 на тиристор 7 в любом случае приводит к их коммутации (момент времени t4). С целью переключения отпаек входного дросселя инвертора с меньшего числа витков на большее при непрерывном режиме работы необходимо осуществлять принудительную коммутацию тока с тиристора 7 на тиристор 8, Для этого после снятия импульсов управления с тиристора 7 и подачи их на тиристор 8 необходимо в промежутке между двумя этими импульсами подать на тиристор 8 дополнительный одиночный стартовый импульс, привязанный к моменту прохождения входного тока инвертора через максимум, поскольку в этот момент ЭДС витков W„- меняет полярность на противоположную, чем это указано на фиг. 1, и возникают условия для включения тиристора 8 и выключения тиристора 7 (момент времени t3). Включение тиристора 8 н выключение тиристора 7 при непрерывном токе входного дросселя можно обеспечить также за счет подачи на тиристор 8 широкого импульса.

При попеременной работе пар тиристоров

1, 6 и 2, 5 коэффициент трансформации трансформатора становится равным отношению

Р э которое "-а счет числа витков W>

+1+ а может быть подобрано так, чтобы при номинальной мощности нагрузки и Ud = Udl требуемая величина вь1ходного напряжения инвертора получилась при полностью выключенных тиристорах 9, 10 компенсатора, Если индуктивность дросселя 13, образованная витками (W4+W5), такова, что собственная частота схемы при работе тиристоров 1, 2, 5, 6 и 8 будет той же, что и при работе тиристоров 1 — 4 и 7, число витков W> выбирается исходя из соотношения мин Ud1

1 + 1 2

Таким образом, при указанных переключениях можно обеспечить аналогичную работу инвертора как в поддиапазоне Ud„,„— dUI, так и в поддиапазоне Udl — Udygayc При этом величина реактивной мощности конденсатора

12 должна выбираться исходя из ширины поддиапазона Ud„«« — Udl и оказывается существенно меньше той величины, которая соответствовала бы полному диапазону Ud„ «««„—

Ud|а«с Поскольку при переключениях В схеме поддерживается неизменная частота собственных колебаний, то можно добиться этим практически неизменной формы выходного напряжения. Разбиение диапазона

Ud„,.„, — Ud, на большее число поддиапазонов позволит иметь еще меньшую величину мощности коммутирующих конденсаторов. Однако это потребует увеличения числа переключений и соответственно количества тиристоров. Поэтому в каждом конкретном случае существует некоторое оптимальное число разбиений диапазона изменения входного напряжения, при котором имеет место наибольший выигрыш в суммарных весогабаритных показателях инвертора.

Формула изобретения

Однофазный автономный инвертор, содержагций многофазный преобразовательный мост на тиристорах, выходные зажимы которого подключены к отпайкам первичной обмотки трансформатора, коммутирующие конденсаторы, дроссельный регулятор реактивной мощности и дроссель фильтра с отпайками, отличающийся тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного напряжения при значительных колебаниях напряжения источника питания, указанные отпайки дросселя фильтра через дополнительные тиристоры подключены к анодам преобразовательного моста.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. М 280629, кл. Н 02М 7/515, 1969

541254

Ф 12 дг r 2 "3

Дрг 2

Составитель Г. Вотчицев

Техред М. Семенов

Корректор Т. Гревцова

Редактор И. Грузова

Заказ 30!2!14 Изд. ¹ 1921 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типографии, пр. Сапунова, 2