Автономный инвертор напряжения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Реслублни

Опубликовано 15.07 ° 81 ° Бюллетень М! 26

Дата опубликования описания 17.07.81 (51)M. Кл.

Н 02 М 7/515 йвударстеанный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий (53) УД К621. 314. .572 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.И. Вершинин, А.М,Николаев, В. В. Рудаков и Г.М. Свиридов.! ! ! !

I (71) Заявитель (54) . АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к силовым статическим преобразователям электроэнергии и может быть использовано в электроэнергетических установках различного назначения для преобразования постоянного тока в переменный.

Известен однофазный инвертор„ содержащий источник постоянного тока, положительный полюс которого через разделительный тиристор соединен с выводом постоянного тока преобразо30 вательной ячейки на тиристорах, и узел принудительной коммутации, связанный с разделительным тиристором (lj

Известен также инвертор напряжеФ5 ния, содержащий разделительный тиристоры в каждом полюсе преобразовательной ячейки и узел коммутации $2).

Недостатками этих устройств являются их сложность и плохая форма кривой выходного. напряжения.

Известен автономный инвертор напряжения, содержащий преобразовательную ячейку на тиристорах, узел прину2 дительной коммутации тиристоров и разделительные тиристоры, причем входные выводы инвертора связаны с выводами переменного тока преобразовательной ячейки, выходные выводы связаны с выводами постоянного тока через разделительные тиристоры, а узел принудительной коммутации подключен к выводам постоянного тока преобразовательной ячейки 131.

Однако такой инвертор вырабатывает ттрямоугольное напряжение, отличающееся от синусопдального. Дпя улучшения синусоидальности выходного напряжения требуется применение фильтров, что усложняет инвертор.

Цель изобретения — улучшение формы кривой выходного напряжения и упрощение.

Цель достигается тем, что автономный инвертор напряжения, содержащий преобразовательную ячейку на тиристорах, узел принудительной коммутации тиристоров и разделительные тиристоры, 7466 4 напряжением однои секции источника 7.

В момент времени Ь вырабатываются импульсы управляющих напряжений 0УпрЬ, 1.1„и, отпирающие тиристоры 6 и 9, 5 в результате чего к нагрузке 17 прикладывается полное напряжение источника 7. На временном интервале t -t в нагрузке 17 и в тиристорах I 4,5 и 6 протекает ток, который определяется полным напряжением источника 7, и на этом же временном интервале происходит заряд конденсатора Il который заряжается через дроссель 10 до напряжения, примерно равного двойному напряжению на нагрузке 17. В момент времени 1 вырабатывается им3 пульс управляющего напряжения U>„>< у отпирающий тиристор 12, в результате чего к тиристорам 5 и 6 прикладывает20 ся обратное напряжение. На временном интервале t>-tq выключаются тиристоры 5 и 6, а конденсатор 11 разряжается по цепи, образованной тиристорами

1 и 4 и нагрузкой 17. В момент време25 ни Ь в результате завершения процесса разряда конденсатора !1 выключаются тиристоры 1,4 и 12, и одновременно с этим вырабатываются импульсыуправляющих напряжении !Упр» !Упр.1, 30 Ц Рб,!1уП .Ю отпираюЩИе т."Ристоры 1,4,5 и 19, в результате чего к нагрузке 17 прикладывается напряже" ние одной секции источника 7. На временном интервале tq -Сб в нагруз"

35 ке 17 и в тиристорах 1,4,5 и 19 протекает ток, который определяется напряжением одной секции источника 7, и одновременно происходит заряд конденсатора 11 до напряжения, примерно

50 — 55

3 84 причем выходные выводы инвертора свя" заны с выводами переменного тока преобразовательной ячейки, входные выводы связаны с выводами постоянного тока через разделительные тиристоры, а узел принудительной коммутации поцключен к выводам постоянного тока преобразовательной ячейки, снабжен дополнительными выводами для подключения промежуточных выводов источника питания, связанными через дополнительные разделительные тиристоры с соответствующими выводами постоянного тока преобразовательной ячейки.

При этом, узел принудительной коммутации выполнен в виде последовательной цепочки, образованной зарядными тиристором, дросселем,и коммутирующим конденсатором, причем зарядные тиристор и дроссель зашунтированы в обратном направлении коммутирующим тиристором.

На фиг.l дана принципиальная схема однофазного мостового инвертора; на фиг.2 — временные диаграммы управляющего напряжения и анодного тока силовых, разделительных и коммутирующего тиристоров, а также напряжения на нагрузке, построенные для случая чисто активной нагрузки.

Инвертор содержит главные тиристоры 1-4 разделительные тиристоры 5 и 6, l источник 7 питания постоянного тока состоящий из двух секций, узел 8 коммутации, состоящий из зарядных тиристора 9 и дросселя 10, коммутирую-.

mего конденсатора 11 и коммутирующего тиристора 12. Тиристоры 1-4 зашунтирораны обратными диодами 13-16.

Нагрузка 17 переменного тока включена в диагональ переменного тока моста.

Дополнительные разделительные тиристоры 18 и !9 включены между дополнительным входным выводом 20 и тиристорами 1-4. 4

Инвертор работает следующим образом.

В момент времени t>(фиг,2) в системе управления инвертором вырабатываются импульсы управляющих напряжений

U, U отпираю УпР, УПР.а УПР.S VnP.ie щие тиристоры 1,4,5 и 19. В результате этого к нагрузке 17 прикладывается напряжение одной секции источника

7 питания постоянного тока. На времен ном интервале t<-t< в нагрузке 1 7 и через тиристоры 1,4,5 и 19 протекает ток, величина которого определяется равного двойному напряжению секции источника 7. В момент времени вырабатывается импульс напряжения Ll

12. В дальнейшем электрические процессы в инверторе повторяются аналогично описанным (см,фиг.2, моменты времени

t ). Кроме того, на фиг.2 даны

Ь 16 эпюры токов на тиристорах 1-6 и 18,19, рузке 17 Ь В

I, 1 7 ) . Отличие в протекании элек8474

Формула изобретения трических процессов в инверторе при формировании обратной полуволны переменного напряжения заключается в том, что к нагрузке 1? прикладывается напряжение обратной полярности, т.е. работает другая пара главных тиристоров 2 и 3, а также для обеспечения равномерной загрузки секций источника

7 питания постоянного тока изменяется на обратный порядок подключения секций источника, что достигается совместной работой с главными тиристорами 2 и 3 и коммутирующими тиристорами 5 и 6 дополнительного тиристора 18.

Приведенные на фиг.2 диаграммы относятся к случаю чисто активной нагрузки, т.е. к случаю, когда кривые изменения тока и напряжения повторяют друг друга. В том случае, если нагрузка носит индуктивный характер, щ кривые изменения тока несколько отличны от приведенных на диаграмме (фиг.2), однако характер изменения напряжения на нагрузке остается без изменения. 2$

Поскольку кривая выходного напряжения инвертора имеет двухступенчатую форму, спектральный состав кривой,выходного напряжения улучшается, при этом упрощается конструкция фильт o ров. В ряде случаев инвертор может быть выполнен и без фильтров.

Автономный инвертор напряжения, содержащий преобразовательную ячейку

66

6 на тиристорах, узел принудительной коммутации тиристоров и разделитель.ные тиристоры, причем входные выводы инвертора связаны с выводами переменного тока преобразовательной ячейки, выходные выводы связаны с выводами постоянного тока через разделительные тиристоры, а узел принудительной коммутации подключен к выводам постоянного тока преобразовательной ячейки, отличающийся тем, что, с целью .улучшения формы кривой выходного напряжения и упрощения, он.снабжен дополнительными входными выводами для подключения промежуточных выводов источника питания, связанными через дополнительные разделительные тиристоры с соответствующими выводами постоянного тока преобразовательной ячейки.

2. Инвертор по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что узел принудительной коммутации выполнен в виде последовательной цепочки, образованной зарядными тиристором. дросселем и коммутирующим конденсатором, причем зарядные тиристор и дроссель зашунтированы в обратном направлении коммутирующим тиристором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Заявка Японии И 52-27337, кл. Н 02 И 7/515, опублик. 1977.

2. Патент Швейцарии № 5186453 кл. Н 02 И 7/48, 1970.

3. Заявка Японии ¹ 51-12815, кл. Н 02 М 7/515, опублик, 1976 °

84 7466

t

Составитель А. Сытин.

Редактор Ю. Петрушко ТехредЛ.Пекарь Корректор А. Гриценко

Заказ 5519 3 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,