Трехфазный инвертор напряжения

 

\ !

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6)) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено03.01.75 p)) 2091760/07 с присоединением заявки № 2092970/07

Союз Советских

Социалисти ческих

Республик ())) 570167 (5)) М. Кл.

Н 02 М 7/515

) осудорстввииый комитет

Соввтв й)иииотров СССР оо делам изоорвтвиий.и открытий (23) Приоритет

I (43) Опубликовано25.08.77. Бюллетень № 31 (53) УДК 621 344. .57. (088.8) (45) Дата опубликования описании 15.09.77 (Т2) Авторы изобретения

П. Д. Андриенко, С, Ф. Буряк, A. Я. Городниченко, Ю, И. Гричина, В. П. Крутой, И. А. Гомон и В. Н. Сухарев (71) Заявитель (54) ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области яре образоватепьной техники и может быть испоньзовано в частотно-регулируемых электроприводах переменного тока, Известны инверторы напряжения с помо« щью которых напряжение постоянного тока преобразуется в трехфазное переменное дпя питанияасинхронныхэлектродвигатепей Щ, (23.

Известен трехфазный инвертор напряжения содержащий коммутирующие конденсаторы: 1О и дроссепи, основной тиристорный мост, мост обратных диодов и мост иэ коммутирующих тиристоров, выходом связанный с выво дами для подкнючения источника подзаряда, который через раэделитепьные вентили и встречно включенные с ними подзарядные тиристоры подкпючен к выводам дпя подключения основного источника питания.

Подзарядный источник и подзарядные тиристоры предназначены для подэаряда щ коммутирующих конденсаторов, что обеспе- чивает нормапьную коммутационную способность инвертора во всем диапазоне измене ния выходного напряжения..

Напряжение на коммутирующем конденса-

2 торе при еГо заряде от источника подзаряда будет определяться напряжением источника. подэаряда, величиной индуктивностя

ыэммутирующего дроссепя и добротностью контура заряда. Допустим, что в начапе работы инвертора напряжение на коммутирующем конденсаторе равно.Ц. При работе инвертора на индуктивную нагрузку (асинхронный двигатель) ток в контуре коммутации будет определяться двумя составляющими:

Х -током разряда конденсатора и,3„-током нагрузки выкпючаемой фазы.

Коммутация проходит в два этапа: в первом этапе происходит разряд коммутирующего конденсатора, при этом. через коммутирующий дроссепь протекает ток разряда конденсатора Зяк Toic нагрузки выключенной фазы.,"),. 1Знергия, накопленная в коммутируюФ 4! щем дроссепе, определяется ..

Во втором этапе энергия, накоппенная ь ! коммутирующем" дроссепе, отдается коммути- рующему конденсатору при этом новое зна

570167 нен с положительным полюсом источника подзаряда 14 через параллельно-включенные цепочки, одна из которых содержит разделительный aeíòÿïü 24 и коммутирующийй др оссе пь 25, а другая - тиристоры под заряда 26 и резистор 27. Отрицательный полюс источника 1 оединен с отрицательным полюсом источника подэарчда 14 ан»логичным образом через разделительный вентиль 28 и коммутирукчиий др;ссепь 29, тир«стор подзвряда 30 и резистор 31.

К выхолным зажимам иньертзра подключен асинхронный двигатель 32., 55 чение напряжения на конденсаторе Uñ может

2 быть меньше 0С (напряжение ро начала у коммутации) и и больше Цс,, В первом случае,когдаЦ, с() происходит доэаряд коммутирующего конденсатора от источника подэаряда,во втором случае, когда Up) = накопление избыточной энергии, которая при определенных значениях тока нагрузки с каждым новым циклом коммутации будет возрастать. Это приводит к то- 1О му, что напряжение на коммутирующем конденсаторе будет колебаться в зависимости л от тока нагрузки, В реальных схемах увеличение напряжения составляет 20-507о, поэтому приходится увеличивать допустимое, И значение напряжения на коммутирующих кон дейсаторах на 20-50 oо, т. е. увеличивать их установленную мощность. Кроме того, в такой схеме на коммутирующих тиристорах возникают высокие скорости нарастания 20 прямого напряжения со стороны источника подэвряда при включении коммутирующих тиристоров противоположной группы. Это снижает надежность работы устройства, увеличивает его массу. 25

С цепью уменьшения массы и габаритов инвертора коммутирующие дроссепи включены последовательно с каждым из разделительных вентилей, а последовательно с каждым подэарядным тирист ором включен резистор. ЗО

Кроме того; выводы дпя подключения источника подзаряда образованы точками соединения коммутирующих дроссепей и раз депитепьных вентилей.

На фиг. 1 и 2 представлена принципивпь- З5 ная схема предлагаемого инвертора.

К регулируемому источнику 1 постоянного напряжения 1 подключены мост основных тиристоров 2-7 и мост диодов 8-13 обратного тока. Источник подзаряда 14 подключен к мосту коммутирующих тиристо-. ров 15-20, к каждой фазе которого подключены коммутирующие конденсаторы 21-23, вторые выводы которых соединены с соогветствующими фазами. моста основных ти- 45 ристоров 2-7.

Положительный flo11loc Ncto HH é 1 copgHСхема работает следующим образом.

Пусть включены основные;иристоры 2,6,7 и пропускают ток от источника 1 v нагрузкч

32. При этом на конденсаторе 21 имеется напряжение, полярность которого показана на фиг. 1. При включении коммутирующего тиристора 20 начинается разряд по цепи

21-20-29-28-7-21, при этом тиристор

7 запирается и конденсатор 21 перезаряжвется по цепи 21-20-29-28-13-21, накапливая энергию, запасенную в коммутирующем дроссепе 29. Величина этойэнергии будет зависеть от тока разряда конденсатора 21 и тока нагрузки запираемого тиристора 7.

Пример 1.И/,<1м,, где:ф -энергия, накопленная в коммутирующем дросселе

29 во время разряда коммутирующего конденсатора 21, Ис-энергия конденсатора до начала коммутации, В этом случае после перезаряда конденсатора напряжение на нем будет меньше напряжения до начайа коммутации, поэтому вкшочвют соответствующий тиристор подэарядв и доэаряжают коммутирующий конденсатор llo заданного значения.

I1 p H M e p 2. W„>Wg,T, е. в дросселе 29 накоплена дополнительная энергия 63Ч=Фр М

При достижении напряжения на коммутирующем конденсаторе 21 (при протекании тока от дросселя 29 но цепи 29-28-1321-20-29) заданного значения включается тиристор 30, при этом ток замыкается по цепи 29-28-30-31-29„заряд коммутирующего конденсатора прекращается.

Избыточная энергия ЬХпри этом рассеивается в резисторе 31 за время (29

"sr где R. < -сопротивление резисторв 31;

С -индуктивность дросселя 29.

Величину сопротивления И 91 резистора

31 определяют иэ соотношения -Р9 Х и t

"И макс где f„ „c .— максимальная выходная частота инвертора.

Твк как значение сопротивления резистора 31 и 27 составляет от единиц Ом до десятых допей Ом (зввисит от мощности преобразователя), то оно не влияет на заряд коммутирующих конденсаторов от источника подзаряда.

Источник подзаряда включен между точками соединеппл коммутирующих дроссепей и разделительных вентепей (см. фиг. 2),Такое включение источника подзарядв позволяет снизить скорость нарастания (- д — ) ,с(У прямогo напряжения на коммутирующих тирисl0!

Формула изобретения

1. Трехфазный инвертор напряжения, со-держащий коммутирующие конденсаторы

25 торах. Так, при включен ли тиристора 15 будет снижена скорость нарастания прямого напряжения от источника подзаряда 14 на тиристоре 18. Такое включение источника подзаряда 14 особенно целесообразно при больших мощностях инвертора, когда внутреннее сопротивление источника подзаряда ма-! по, В предложенном инверторе происходит стабилизация напряжения на коммутирук ших конденсаторах на определенном заданном уровне, что позволяет применять конденсаторы без запаса на нанряжение. Это дает возможность снизить установленную мощность коммутирующих конденсаторов на

20-5Щ,, что удешевляет преобразователь и цепом. и др )ccFoè, основной тирисгорный мост, мост обратных диодов и мост из коммутирующих тиристоров, выходом связанный с выводами для подкпючения исто шика «oqзаряда, который через раздепитепьные вентили и встречно вкпюченные с ними пои;зарядные тиристоры подключен к выводам дпя подключения основного источника питания, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с цепью уменьшения массы и габаритов, коммутирующие дроссепи включены последовательно с каждым из разделительных вентилей, а поспедоватепьно с каждым подзарядным тиристором включен резистор.

2. Инвертор по и. 1, отличаюш и и с я тем, что выводы для подключения источнике подзаряда образованы точками соединения коммутируюпшх дроссепей и разделительных вентилей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

М 271683, М.Еп. НО2М 7/52, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

N. 406279, М. Кл. Н02М 5/42, 1971.

570167

Фиа2

Составитепь Г. Мьшик

Техред Н, Андрейчук Корректор А. Жоптани

Редактор Л. Народная

Фипиап ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3070/48 Тираж 917 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по. депам изобретений и открытий

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