Автономный инвертор напряжения

 

1

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ мч с.- ..., М .з

<п700903

Союз Советских

Ссщиалистических „

Республик (б1) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 06,0477 (21) 2475233/24-07 с присоединением заявки М— (23) Приоритет (51)м К 2

Н 02 М 7/515

Государственный комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 30.11.79 Бюллетень М 44

Дата опубликования описания 051279 (53) УДК б21.314. .572 (088,.8) (72) Авторы изобретения

Н. А. Канаценко, И. С. Кисельгоф, A. И. Харитонсн и Д. К. Щербаков (71 ) Заявитель

Науч но-исследовательски и и нститут постоя нного тока (54) АВТОНОМНЫЙ ИЯВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автономным ил- верторам напряжения, и может быть использовало, например, в преобразователях частоты переменного тока °

Известны автономные инверторы напряжения, выполненные в виде моста с тиристорами, шултироналлыми обратными диодами и содержащие также коммутирукщие тиристоры, дроссели и колделсаторы. В таком илнерторе напряжение ла коммутирукщих элемелтах и, следовательно, их установленная мощность сравнительно нелики (1), B другом из известлых илнерторов )5 для уменьшения лапряжелия ла коммутирукщих элементах используются диодло-резистив лые цепи отвода избыточно и э нер гни. Однако наличие ре зисторов приводит к снижению КПД инверто- 20 ра (2) .

Наиболее близким по техлической сущности к предлагаемому является илвертор, н котором для отвода избыточной элергии от коммутирукщих эле- 25 ментов используются диодло-трансформаторные цепи (3) . Однако для этого требуется примелелие дополнительных диодов, Кроме того, так как тиристоры эашултировалы обратлычи диодами, 30 ла интервале воссталовлелия с ним приложело небольшое напряжение. При этом время, необходимое для восстановления запиракщих свойств тиристоров возрастает в 1,5-2 раза, что тре бует, н свою очередь, увеличения устанонлеллой мошлости коммутирующих элементов. Это является недостатком илнертора.

Целью изобретения является упрошелие и уменьшение усталовлелной мощности коммутирующих элементов. Постанлеллая цель достигается тем, что н автономном илверторе лапряжелия, содержащем мост ословлых тиристорон, мост обратных диодов и мост ком утирукщих тиристоров, причем соответствуюшие выводы диагоналей постоянного тока указанных мостов соединены с входными выводами илвертора, а выводы диагонали перемеллого тока моста .коммутирукщих тиристоров связаны последовательными цепочками, образона ными коммутирующими дросселями и конденсаторами, с соответствующими выводами диагоналей перемеллого тока моста основных тиристоров, образующими выходные выводы, а также трехобмоточный трансформатор с двумя первичными и вторйчлой обмотками, слу700903 жащий для отвода избыточной энергии от элемелтов коммутирующих контуров, все обмотки трансформатора соединены последовательно и согласно, причем вторичная обмотка включена между двумя первичными, ее выводы соедилены с соответствующими выводами диаголали перемеллого тока моста обратных диодов, а крайние выводы двух первичных обмоток соединены с выходными выводами илвертора. 10

На чертеже приведена при нципиальная электрическая схема описываемого илвертора, где 1 — источник питания;

2-5 — oc новлые тиристоры; 6-9 — коммутирующие тиристоры; 10-13 — обратные диоды; 14, 15 — коммутирующие дроссели; 16, 17 — коммутирующие конденсаторы; 18 — нагрузка; 19, 20 перв ич лые обмотки тра нсформат ора; 2 1. — в тор ич на я обмотк а т ра лсформа т ора .

Автономный илвертор работает следукшим образом.

При отпирании тиристоров, например, 2 и 5 ток от источника . пита лия протекает по нагрузке в направлении, 25 показанном ла чертеже стрелкой. Для запиралия основных тиристоров 2, 5 отпирают коммутирующие тиристоры 6, 9. При отпирании тиристора 6 замыкается контур коммутирующего тока по ЗО цепи: 16, 2, 6, 14, а при отпира ии тиристоров 9 — контур по цепи: 17, 15, 9, 5. Когда токи в коммутирующих контурах достигают значения тока лагрузки,. результирующий ток в ослов- 35 лых тиристорах 2 и 5 уменьшается до нуля и они запираются. После запирал ия ос лов ных тиристоров коммутирующий ток первого контура замыкается через обмотку 19 и диод 10, а второ- 40 го контура — через обмотку 20 и диод 13. Во время прохожцелия тока через первичные обмотки 19, 20 во вторичной обмотке 21 трансформатора воз икает ток, который проходит по диодам 10, 13 в их проводящем направлении и замыкается через источник питания 1 ° Таким образом, в течение этого времени происходит возврат энергии в источник питания. На первичных обмотках трансформатора в это время илдуктируется напряжение, пропорциональное напряжению источника питания, с коэффициентом пропорциональности, равльм коэффициелту трансформации трансформатора. Это лапряже.лие прикладывается с отрицательной полярностью к основным тиристорам 2 и 5, что способствует их нормальному запиралию.

6О

Для нормального протекания процесса восста.:овления запиракщих свойств ос лов лых т ирис торов отрицатель лое напряжение должно находитьс я в пределах 20-100 В в расчете на адил, 65 тиристор. Указанные допустимые пределы позволяют выбрать коэффициент трансформации по величине необходимой отбираемой мощности.

В момент отпирания основных тиристоров 3, 4 одновременно запираются диоды 10, 13 так как ток через лих уменьшается до нуля. ачилается процесс коммутации тока в нагрузке, который проходит без отбора энергии из контуров коммутации, так как первичные обмотки трансформатора оказываются обесточеллыми. После окончания коммутации тока нагрузки повторяется аналогичный цикл работы илвертора, ло в другой диагонали, состоящей из основных 3 и 4 и коммутирукщих 7 и 8 тиристоров и обратных диодов 11 и 12. Возврат энергии в источник питания в этом цикле происходит через диоды 11, 12.

Таким образом, включение обмоток трансформатора в цепь обратных диодов позволяет, во-первых, повысить обратное напряжение на запираемых тиристорах и тем самым снизить необходимую установленную мощность коммутирующих элементов, а во-вторых, позволяет упростить илвертор за счет использования обратлых диодов в качестве выпрямителя цепи отвода избыточной энергии от элементов коммутирующих контуров.

Формула изобретения

Ав тономный илв ертор на пряже лия, содержащий мост основных тиристоров, мост обратных диодов и мост коммутирующих тиристоров, соответствующие выводы диагоналей постоянлого тока указанных мостов объединены и образуют входные выводы инвертора, а выводы диагонали перемеллого тока моста коммутирукших тиристоров сННзалы последовательными цепочками, образованными коммутирунхаими дросселями и конденсаторами, с соответствующими выводами диагоналей переменного тока моста основных тиристоров, об1-азующими выходные выводы, а также трехобмоточный трансформатор с двумя первичлыми и вторичной обмотками, отличающийся тем, что, с целью уменьшения усталовлелной мощлости коммутирунщих элементов, все обмотки трансформатора соедилелы последовательло и согласно, причем вторичная обмотка включена между двумя первичными,ее выводы соединены с соответствующими выводами диагонали переменного тока моста обратных диодов, а крайлие выводы двух первичных обмоток соединены с выходными выводами илвертора.

700903

Составитель A. Сытил

Редактор В. Левятов Техред З,фанта Корректор rl» Горват

Подпислое

Тираж 857

Заказ 7392/39

ЦЛИИПИ Государствеллого комитета СССР по делам изобретелий и открыгий

113035, Москва, Л(-35, Раушская лаб., д. 4/5

Филиал ППП Пателт, r. Ужгород, ул» Проектлая, 4

Источлики илформации, прилятые во влималие при экспертизе

1. Берфорд Б., Кофт P. Теория автоломлых илверторов. М,, Элергия, 1969, с, 114, рис, 5-14.

2, Забродил Ю. С. Узлы прилудительлой коммутации тиристоров. М,, Элергия, 1974, с. 72, рис. 2-11а, 3. Авторское свидетельство СССР

Р 550746, кл, Н 02 М 7/515, 1974.