Автономный инвертор

 

О П И С А Н И Е SII460

Союз Советских

Санивлистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 17.05.79 {21) 2766533!24-07 (51) М. Кл.

Н 02 М 7/515 с присоединением заявки №вЂ”

Гасударственный комитет (23) Прноритет— (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень ¹ 9 (45) Дата опубликования описания ссср аа делам нэвбретений и аткрытий (53) УДК 621.314.572 (088.8) (72) Авторы изобретения С. Г. Забровский, Г. Б. Лазарев, А. Ю. Штейнберг и

Ю. М. Мануковский

Отдел энергетической киоернетики

АН Молдавской CCP (71) Заявитсль./ (54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в преобразователях, работающих на индуктивную нагрузку, например на асинхронный двигатель.

Известно устройство защиты от перенапряжений вентильного преобразователя, содержащее вспомогательный выпрямительный мост, к зажимам постоянного тока которого подключены накопительный конденсатор и разрядный резистор, а к зажимам переменного тока точки последовательного соединения резисторов и конденсаторов RC-цепочек, которые включены между фазами преобразователя (1). Накопительный конденсатор и разрядный резистор поглощает энергию перенапряжений сети.

RC-цепочки поглощают энергию, накопленную в индуктивности питающей сети при восстановлении запирающих свойств вентилей.

Применение такого устройства в преобразователях с управляемыми вентилями с двухступенчатой коммутацией, работающих на двигатель, приведет кпоявлению1С-контуров, в которых будут возбуждаться колебательные процессы, что снизит коммутационную устойчивость преобразователя.

Известен автономный инвертор с двухступенчатой коммутацией, содержащий трех2 фазный рабочий мост на управляемых вентилях, два коммутирующим управляемых вентиля, три коммутирующих конденатора, включенные между выходом рабочего моста н точкой соединения коммутирующих вентилей, и ограничитель коммутационных перенапряжений, включающий

1 еуправляемый мостовой выпрямитель, на. руженный на накопительный конденсатор.

Полюса неуправляемого выпрямителя соединены через активно-индуктивные цепи с разноименными полюсами рабочего моста (2)

Недостатками известного автономного инвертора являются низкая коммутацион 5 ная устойчивость, а также высокие уровни напряжений, на которых происходит ограничение коммутационных перенапряжений, что является следствием отсутствия демпфирования колебательных процессов на втором этапе искусственной коммутации при пере..оде тока нагрузки из одной фазы в другую.

Известен также автономный инвертор (3), содержащий m-фазный тиристорный мост, выводы переменного тока которого соединены с соответствующими выводами переменного тока m-фазного диодного моста через коммутирующие конденсаторы, а

Зр также два коммутирующих тиристора.

811460

Целью нзобрс-.сн1!я является повышение надежности за счет повышения комму1ацнонной ) cToÉ FIIiocTff lf снижения ком tvT2ционных перенапряжений.

Эта цель достигается тем, что автономный инвсртор снаб>ксп демпфирующим резистором, подключенным к выводам постоянного тока диодного моста, связанным с одноименными выводами постоянного тока тиристорного моста через коммутирующие тиристоры, включс1шыс согласно с диодами.

Введение дсмпфирующего резистора позволяет демпфировать ко ico3Tcльные процессы, что даст возможность увеличить емкость коммутиру!ощих конденсаторов, и снизить величину коммутационных перснапря>кеннй, а также повысить коммутационную устойчивость инвертора. Демнфнрующий резистор вводится в цепь коммутирующих конденсаторов через диодный мост, включенный между коммутирующими тирнсторами, что позволяет отсекать этот резистор в момент перезаряда коммутнрую1цих конденсаторов от контура перезаряда, что устраняет нотсри в этом резисторе.

На чертеже показана принципнальна;схема автономного инвсртора.

Устройство вкл!очает управляемы". вcitтили (тиристоры) 1 — 6, образующие мост 7, коммутиру ощне управлясмыс вентили (T! tристоры) 8 — 9, диодный мост 10, нагру.женный на дсмпфнрующий резистор 11 собранный на диодах 12 — 17, коммутиру!o1II FI c ко яд с н с а то р ь! 1 8 — 20, в . t to H E, i I! I I i c M c >tiду выводами переменного тока т1!рист1>рного и диодного мостов.

Выводы постоянного тока диодного моста соединены с однонмс1шыми выводам!! тиристорного моста через коммутирующие тиристоры 8 — 9, включенпыс согласно диодами. Нагрузкой автономного ннвсртора является асинхронный электродвигатель 2! с обмотками 22 — 24 статора.

Лвтономный ннвсртор работает следующим образом.

Пусть в начальный момент времени oiкрыты тиристоры 1 и 2 рабочего моста и

1ок протекает по цепи — тиристор 1 обмотка 22 — обмотка 24, тирнстор 2. При этом коммутирую1цне конденсаторы 18 — 20 заряжены с полярностью. показанной на черте>ке без скобок. Для очередной коммутации подается управля!он!и!! импульс на коммутирующий тиристор 8. Под дсй!ствис .: предкоммутационцого напря>кения ita конденсаторе 18 тиристор 1 запирастся, н ток, протекающий через открытый тирнстор 8. начнет перезаряжать коммутирующнс конденсаторы 18 — 20, подготавливая нх для последующей коммутации по трем следующим цспям: a) тирнстор 8 — диод !2 — конденсатор 18 — обмотка — 22 — обмотка

24 — тнрнстор 2, б) — тиристор 8 — диод — 13 — конденсатор 19 — обмотка

23 — обмотка 24 — тнрнстор 2: в) тири! стор 8 — д год 14 — конденсатор 20 — тнристор 2.

На этом этапе ток через демнфнрующий резистор 1 не протекает, так как диоды

5 !5 — 17 закрыты.

По окончании псрезаряда коммутирующих конденсаторов 18 — 20 (полярность указана в скобках на чертеже) до заданного уровня подается управляющий импульс на тиристор 3.

Г1од действием напря>кения на коня"нсаторе 19 тиристор 8 запирается, à ítiчннается второй этап искусстве!!но!! коммутации, характеризующийся колебательным процессом перехода тока нз обмотки 22 статора в обмотку 23.

Этот переход тока происходит с iczyloщнм образом, в момент отпирания тиристора 3 ток в обмотке 23 не может vвеличиться скачком, поэтому часть тока, протекающего через тиристор 3, проходит по цепям: тнристор 3 — обмотка 23 — обмотка 24 — тиристор 2, а другая часть тока проходит по контуру — тнристор 3 диод 16 — резистор — 11 — диод 12— конденсатор 18 — конденсатор 19 — обмотка 22 — обмотка 24 — тиристор 2. Колсбательпый процесс, возникающий и таком контуре. содержащем емкости и индуктивности, благодаря наличию дсмнфнруюн1. го резистора 11, будет затухающим. Процесс заканчивается полным переходом тока в контур тиристор 3 — обмотка 23 — обмотка 24 — тирпстор 2.

Последующее включение тнрнстороь мо" ста происходит аналогично описанному нрсщсссу в порядке нумерации вентилей с поочерсдным участием коммутирующих тнрнсторов 8 — 9. Колебательны!! процесс перехода тока описывается диффсрсннналь40 ным уравнением второго порядка, для коToрого наименьшсс значение коммутационных перенапряжений достигается при величине сопротивления демпфируюшсго резистора 11, равной 0,6 — 0,8 величины характеристического сопротивления контура, образованного одним коммутирующим конденсатором Il одной обмоткой статора.

Д;! я син>ксн ия у!>08!IS! ком мут!и!ионных перс11анря>кений и повышения коммутационной устойчивости величина емкости коммутиру1ощих конденсаторов должна выбираться наибольшей. В данном устройстве величина этой емкости увеличена благодаря введению демнфирующего резистора.

Однако величина этой емкости ограничена сверху условиями резонансного самоьозбу>кдения и 11с должна превышать значения, прн котором собственная частота указанного контура лсж IT ннжс значения ча60 стоты 5 — 7-й гармоники выходного напряжения ннвсртора. ц>ор мул а нзобрс гсн н я

Лвтономны11 инвсртор, содержащий

0З гн-фазный тирнсторпый мост, выводы псрс811460

t .1.

Составитель И. Жеребина

Тскрсд Р. Беркович

Редактор Г. Петрова

1 оррект:>и Ji. Слепая

Заказ 1436

Изд. № !8о Тираж 749

ВНИИПИ Государственного комитета СССГ

tlo делам изобретений и открытий

113035, Москва. Ж-35, Раугнская наб., д. 4 5

Подписное

Загорская типография Уириолигр".ô здата Мособлисполком:: менного тока которого соединены через коммутирующие конденсаторы с соответствующими выводами переменного тока

m-фазного диодного моста, а также два коммутирующих тиристора, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен демпфирующим резистором, подключенным к выводам постоянного тока диодного моста, связанным с одноименными выведами постоянного тока тиристорного моста через коммутирующие тиристоры, включенные согласно с диодами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 466584, кл. Н 02 M 1/18, 1973.

2. ЭП Реферативный научно-технический сборник «Преобразовательная техника» М., 1976, № 10 (8) С. М. Гардюшкин и др. «Мощные преобразователи частоты для асинхронной машины 3500 квт, 6 кв.

3. Патент Франции № 2255739, кл. Н 02

M 7/515, 1975.