Трехфазный тиристорный инвертор

 

И.И. Кантер, И.И. Артюхов, С.Ф. Степанов, Н.П. Митяшин, {72) Авторы изобретения и В.И. Лазарев

У

3 а

Саратовский политехнический нститут::. (7!)-Заявитель (54) ТРЕХФАЗНЫЙ ТИРИСТОРНЬЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и предназначено для электроснабжения цехов на повышенной частоте.

Известны трехфазные инверторы, состоящие из трех однофазных тиристорных мостов с обратными диодами (1).

Недостатком указанных схем является ограниченная выходная мощность в связи с отсутствием тиристоров с полной управляемостью на большие токи.

Известен также инвертор, в котором в схему преобразователей частоты введены цепи коммутации $2).

Однако зто усложняет силовую схему и систему управления. Кроме того,- для улучшения гармонического состава выходного напряжения в этом устройстве применены фильтры, которые, обладая значительными массой и габаритами, обеспечивают эффективную работу только на фиксированной частоте.

Известен также инвертор, который содержит большое количество коммути- . рующих конденсаторов, критичен к параметрам элементов схемы и питающего напряжения и устойчиво работает ь узком диапазоне частот Г33.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является трехфазный тиристорный инвертор, который содержит три однофазных тиристорных моста с коммутирующими коиденса10 торами в диагоналях переменного тока, подключенные к входным выводам через дроссели, три моста обратных диодов, выводами переменного тока подклю,ченные к выводам переменного тока тиlS ристорных мостов, выводами постоянного тока — к входным выводам преобразователя, а также трехфазный многообмоточныйтрансформатор вторичные

20 обмотки которого соединены в-звезду, а первичные обмотки — в две треугольные группы, выводы которых подключены выводам переменного тока тиристорных мостов 54).

866672

20

Недостатком известного инвертора

I является то, что коммутационная устойчивость зависит как от величины питающего напряжения, так и от параметров нагрузки. Кроме того, преобразователь работоспособен только при наличии потерь в контурах возврата реактивной мощности, что приводит к ухудшению энергетических характеристик и снижению КПД.

Цель изобретения — упрощение схемы, повышение КПД и надежности.

Указанная цель достигается тем, что трехфазный инвертор, содержащий три однофазных тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока, подключенные к входным выводам через дроссели, обратные диоды, а также трехфазный многообмоточный трансформатор, вторичные обмотки которого соединены в звезду, а первичные — в две треугольные группы, выводы которых подключены к выводам переменного тока тиристорных мостов, снабжен дросселем обратной связи, а обратные диоды объединены в две полумостовые группы, выводы переменного тока котсрых соединены в соответствующей полярности с выводами постоянногo тока гиристорных мостов, а между выводами постоянного тока указанных полумостовых групп включен дроссель обратной связи.

На фиг. 1 представлена причципиальная электрическая схема инвертора; на фиг. 2 — графики токов и напряжений, поясняющие его работу.

Инвертор содержит три однофазных тиристорных моста 1-4, 5-8 и 9-12 .с

1 коммутирующими конденсаторами 3, 14 и 15 в диагоналях переменного тока, подключенные к входным выводам через дроссели 6-21, обратные диоды 22-27, объединенные в две полумостовые группы, выводы переменного тока которых соединены в соответствующей полярности с выводами постоянного тока тиристорных мостов, причем между выводами постоянного тока указанных полумостовых групп включен дроссель 28 обратной связи, а также трехфазный многообмоточный трансформатор 29, вторичные обмотки 30 которого соединены в звезду, а первичные 31 и 32 — в две треугольные группы, подключенные к выводам переменного тока тиристорных мостов.

Инвертор работает следующим образом.

Тиристорные мосты 1-4, 5-8 и 9-12 управляются со сдвигом в 120 эл.град.

Выходкче:напряжения тиристорных мосМтов подают на две группы первичных обмоток выходного трансформатора.

Мгновенное значение тока, протекающего через каждую первичную обмотку, определяется суммой мгновенных напряжений тиристорных мостов. Это обеспечивает создание выходного многофазного напряжения, в котором отсутствует третья гармоника. Стабилизация выходного напряжения многофазного преобразователя осуществляется за счет компенсации-части реактивной мощности коммутирующих конденсаторов

13, 14 и 15 реактивной мощности дросселя 28, чере" который протекают импульсные токи шестикратной частоты, ускоряющие перезгряд коммутирующих конденсаторов непосредственно после каждой коммутации тиристоров. .Длительность протекания импульсов тока через дроссель 28 соответствует двойному углу запирания. При увеличении выходного н пряжения многофазного преобразователя возрастают длительность открытого состояния диодов 22-27 и величина тока дросселя

28, что приводит к возрастанию величины реактивной мощности, отбираемой дросселем 28 от коммутирующих конденсаторов 13, 14 и )5. Восстанавливается баланс реактивных мощностей и выходное напряжение удерживается на заданном уровне.

Предлагаемый трехфазный тиристорный инвертор отличается от известного более простой схемой, вдвое меньшим количеством диодов, более высоким

КПД за счет отсутствия накопления . электромагнитной энергии в элементах схемы, при этом коммутационная способность схемы в широких пределах не зависит от параметров нагрузки и величины питающего напряжения, Кроме того, предлагаемая схема не критична к величине дросселей в цепи питания, в силу чего имеет более широкий частотный диапазон.

По сравнению с известными многофазными одномостовыми схемами предлагаемый инвертор отличается более высокой коммутационной устойчивостью при работе на несимметричную нагрузку, простотой системы управления, удобством эксплуатации и ремонта, унификацией вследствие возможности независимого использования отдельных сек866672

5 ций преобразователя. При этом увеличение выходной мощности преобразователя достигается без последовательного соединения тиристоров, Возможность работы схемы на эле" ментах, принципиально не обладающих активными потерями, позволяет при соответствующем развитии элементной базы на основе сверхпроводимости реко„. мендовать предложенное устройство при создании мощных энергетических комплексов для электроснабжения на повышенных частотах и других целей. выводам переменного тока тиристорных мостов, отличающийся тем, что, с целью упрощения, повышения КПД и надежности, он снабжен дросселем обратной связи, обратные диоды объединены в две полумостовые группы, выводы переменного тока которых соединены в соответствующей полярности с выводами постоянного тока однофазных тиристорных мостов, а между выводами постоянного тока указанных полумосто" вых групп включен дроссель обратной связи, Формула изобретения

Трехфазный тирис,орный инвертор, содержащий три однофазных тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока, подключенные к входным выводам через дроссели, обратные диоды, а также трехфазный многообмоточный трансформатор, вторичные обмотки которого сое- 5 динены в звезду, а первичные — в две треугольные группы, подключенные к

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чиженко И.М., Руденко В.С. и Сенько В.И. Основы преобразовательной техники. N. "Высшая школа", 1974, с. 244, р. 8.17.

2. Электротехническая промышленность. Серия "Преобразоват.техника", !

978, вып. 4(99), с. 2, р. 8.

3. Акцептованная заявка Японии

У 48-28853, кл. Н 02 M 7/48, 1973, 4. Патент США 11 3648149, кл. Н 02 М 7/00, 1972.

866672

Составитель Г. МьпФк

Редактор Н. Данкулич Техред А.Савка Корректор С. Шекмар

Заказ 8094/77

Тираж 733 Подписиое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патеит", г. Ужгород, ул . Проектная, 4