Автономный инвертор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 1168299

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.04.75 (21) 2128637/24-07 (51) М. Кл."Н 02М 7/515 с присоединением заявки № 2390957/24-07

Государственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.79. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 30.08.79 (53) УДК 621.314.27 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

П. Д. Андриенко, С. Ф. Буряк, И. А. Гомон, Ю. И. Гричина, В. П. Крутой и В. Я. Таран (71) Заявитель (54) АВТОНОМНЪ|Й ИНВЕРТОР

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в частотно-регулируемых приводах переменного тока.

Известен трехфазный автономный инвертор, содержащий мост основных тиристоров, к выходу которого подключены тиристоры реактивного тока, общая точка соединения катодов и анодов которых через блок коммутирующего напряжения соединена с общей точкой соединения коммутирующих тиристоров, соединенных последовательно и подключенных к входу моста основных тиристоров (1). Недостатком такого инвертора является повышенная токовая загрузка тиристоров реактивного тока, что приводит к увеличению их установленной мощности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является автономный инвертор, содержащий мост основных тиристоров и мост вспомогательных тиристоров, выводы переменного тока которых объединены, а также две цепочки из последовательно соединенных коммутирующих тиристоров и коммутирующий конденсатор с блоком подзаряда, причем точка соединения коммутирующих тиристоров одной цепочки, силовые электроды которых соединены с одноименными электродами тиристоров основного моста, связана через коммутирующий конденсатор с точкой соединения тиристоров другой цепочки и с точкой объединения выводов постоянного тока моста вспомогательных тиристоров, а противоположные силовые электроды коммутирующих тиристоров другой цепочки связаны с точкой соединения коммутирующих тиристоров первой цепочки (2). При работе этого инвертора загрузка тиристоров вспомогательного моста значительно меньше, так как реактивная составляющая тока нагрузки протекает по коммутирующим тиристорам второй цепочки. Однако недостатком этой схемы является узкий частотный диапазон, так как время перезаряда коммутирующего кондснсагора зависит от величины тока нагрузки. Следовательно, прп малом токе нагрузки нельзя получить высокую выходную частоту автономного инвертора.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей инвертора путем расширения его частотного диапазона. Это достигается тем, что в цепь коммутирующего конденсатора предлагаемого инвертора последовательно включен дроссель, Такое выполнение инвертора дает возможность увеличить верхний диапазон его выходных частот.

682990

На фиг. 1 и 2 представлены схемы возможного выполнения описываемого ипгсртора; на фиг. 3, а — с — графики напри"сний и токов, поясняющие его р"-,áîòó.

Автономный инвертор содержит мост 1 основных тиристоров 2 — 7 и мост 8 вспомогательных тиристоров 9 — 14, выводы переменного тока которых объединены и подключены к нагрузке 15, две цепочки из последовательно соединенных тиристоров 16, 17 и 18, 19 и блок 20 подзаряда коммутирующего конденсатора 21, включающий в себя подзарядные тиристоры 22 — 25, исто гппк

26 подзаряда и фильтр 27. Точка сосд1пцния коммутирующих тиристоров 16 и 17 одной цепочки через введенный дросссль 28 » коммутирующий конденсатор 21 связана с точкой соединения тиристоров 18 и 19 другой цепочки и с точкой объединения выводов тиристоров 9 — 14 моста 8. Противоположные силовые электроды коммутируlощих тиристоров 18 и 19 связаны с точкой соединения коммутиру1ощих тиристоров 16 и 17 первой цепочки. Выводы постоянного тока основного моста 1 связаны с основным источником 29 питания.

Инвертор (см. фиг. 1) работает следующим образом.

Пусть включены тиристоры 2 и 7 и ток нагрузки протекает по цепи: источник 29— тиристор 2 — фаза А — фаза С вЂ” тиристор

7 †источник 29. Конденсатор 21 заряжен до напряжения, полярность которого указана на фиг. 1 без скобок. Подачей импульса управления отпирают тиристоры 16 и 9, при этом к тиристору 2 прикладывается обратное напряжение коммутирующего конденсатора 21, тиристор 2 запирается, и ток нагрузки фазы А протекает по новой цепи: источник 29 — тиристор 16 — дроссель 28— конденсатор 21 — тиристор 9 — фаза А— фаза С вЂ” тиристор 7 — источник 29. Конденсатор 21 начинает перезаряжаться током нагрузки. Через время, равное времени восстановления запирающих свойств тиристора 2, включают вспомогательный тиристор

18 и конденсатор 21 начинает форсированно перезаряжаться по цепи: конденсатор

21 — тиристор 18 — дроссель 28 — конденсатор 21, представляющей собой колебательный контур. После окончания колебательного процесса тиристор 18 запирается, а конденсатор 21 в это время заряжен полярностью, указанной на фиг. 1 в скобках.

Затем включают тиристоры 22 и 25 блока подзаряда и конденсатор 21 дозаряжастся по цепи: источник 26 — фильтр 27 — тиристор 22 — конденсатор 21 — тиристор 25— источник 26. Дозаряд конденсатора также возможен при отсутствии блока подзаряда током нагрузки, После окончания колсбательного процесса подают импульс на основной тиристор 3, и ток нагрузки с фазы А переходит в фазу B. Указанные процессы в других фазах инвертора проиллюстрироваприменить серийно выпускаемые тиристоры типа ТБ с временем 50 — 100 мкс, то вре55 мя коммутации можно довести до 150—

300 мкс, а выходную частоту инвертора— до 2 — 3 кГц в широком диапазоне применения тока нагрузки.

Работа инвертора, изображенного на

1 фиг. 2, не отличается от работы инвертора, изображенного на фиг. 1. Для выключения тирнстора 2 необходимо включить те же тиристоры 16 и 9 и для ускоренного перезаряда конденсатора необходимо включить тиристор 18, Отличие состоит только в том, что в контурах перезаряда участвуют тиристоры 16 и 17 одновременно с тиристорами

18 и 19.

Каждый из предлагаемых вариантов вы50 полнения инвертора на фиг. 1 и 2 имеет свои преимущества и недостатки. Так, в варианте на фиг. 1 достигается меньшая за55

5

lO

l5

30 ны на фиг. 3, где а — напряжение на коммутирующем конденсаторе 21; б — моменты подачи импульсов управления на тиристоры; 6 — д — токи сд, 4, Lg в нагрузке, В момент t> показан процесс увеличения тока нагрузки.

Процесс коммутации не зависит от тока нагрузки и состоит из трех постоянных во времени участков, На первом участке происходит разряд коммутирующего конденсатора 21 током нагрузки. Время этото участка равно времени восстановления запирающих свойств основных тиристоров. На втором участке ком мутиру ющий конденсатор

21 перезаряжается в колебательном контуре, который образован дросселем 28 и одним из тиристоров 19 или 18. Время перезаряда коммутирующего конденсатора также постоянно и зависит от индуктивности дросселя 28. Третий участок перезаряда коммутирующего конденсатора также не зависит от тока нагрузки и определяется постоянной времени источника подзаряда, его напряжением и емкостью коммутирующего конденсатора 21. В случае отсутствия блока подзаряда третий участок перезаряда коммутирующего конденсатора равен времени первого участка.

Таким образом, длительность всего времени коммутации не зависит от тока нагрузки и выбирается из заданного времени выключения основных тиристоров. Так, если грузка тиристоров 16 и 17, а также ниже напряжение на тиристорах 18 и 19 по сравнению с вариантом на фиг. 2. Однако в варианте на фиг. 2 коммутирующие тиристоры 16 и 17 отсечены от моста вспомогательных тиристоров 9 — 14 конденсатором 21 и в случае ложного отпирания, например, тирпсторов 16 и 9 при открытом тиристоре 5 срыва ппвертора не происходит. В варианте на фнг. 1 при ложном отпирании тиристоров, например, 16, 19, 9 и 5 происходит срыв инвсртора. Таким образом, при построении инвертора выбор конкретного ва682990 рианта зависит от мощности и выходного напряжения пнвертора.

Предлагаемый инвертор выгодно отличается от известных тем, что время, предоставляемое для запирания тиристоров, не зависит от тока нагрузки и определяется временем подачи управляющих импульсов на перезарядные тиристоры 18 и 19 и временем колебательного перезаряда конденсатора 21, что позволяет повысить верхний диапазон выходной частоты пнвсртора.

Формула изобретения

Автономный инвертор, содержащий мост основных тиристоров и мост вспомогательных тиристоров, выводы переменного тока которых объединены, а также две цепочки из последовательно соединенных коммутирующих тиристоров и коммутирующий конденсатор с блоком подзаряда, причем точка соединения коммутирующих тиристоров одной цепочки, силовые элсктр оды которых соединены с одноименными электродами тиристоров основного моста, связана через коммутирующий конденсатор с точкой объединения тиристоров другой цепочки и с точкой объединения выводов постоянного тока моста вспомогательных тиристоров, а противоположные силовые электроды коммутирующих тиристоров другой цепочки

10 связаны с точкой соединения коммутирующих тирпсторов первой цепочки, отл и ч аю шийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, в цепь коммутирующего конденсатора последовательно вклюд чен дроссель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 326691, кл. H 02M 7j515, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 210885б/24-07, кл. Н 02М 7/515, 27.02.75.

682990 д)иг..т

Составитель Г. Мыцык

Техред А. Камышиикова Корректор 3. Тарасова

Редактор А. Пейсоченко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2120/14 Изд. № 496 Тираж 866 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5