Трехфазный инвертор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >907735 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.06.80 (21) 2938544/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) Я. Кл.з

Н 02 М 7/515

Государственный комитет

Опубликовано 23.02.82. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 05.03.82 (53) УДК 621.314..57 (088.8) ло делан изобретеиий и открытий (72) Автор изобретения (54) ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для питания потребителей с резко изменяющимися параметрами, например, в системах электроснабжения на повышенных частотах, установках гарантированного

5 питания и т. д.

Известны трехфазные инверторы, содержащие мостовую группу основных тиристоров с коммутирующими конденсаторами, сглаживающий дроссель, две обмотки кото- 1о рого подключены между источником пита-. ния и выводами постоянного тока мостовой группы, а также блок компенсации реактивной мощности, состоящий из регулирующих дросселей и тйристорных мостов, подключенных выводами переменного тока к выходным

15 выводам инвертора (1) и (2) .

Однако нормальное функционирование блока компенсации реактивной мощности в указанных устройствах, возможно в определенном диапазоне фазового регулирования. 2о

Включение тиристоров блока компенсации вне этого диапазона приводит к короткому замыканию выходных выводов, и, в результате, к срыву инвертирования.

Известен также трехфазный инвертор, содержащий связанный с входными выводами через дроссель фильтра мост основных тиристоров, между выходными выводами которого включены последовательные цепочки, каждая из которых шунтирована коммутирующим конденсатором и состоит из регулирующего дросселя и пары встречно-параллельно соединенных тиристоров (3).

Основным недостатком такого инвертора являются значительные масса и габариты сглаживающего и регулирующих дросселей, которые составляют до 20% от общей массы и габаритов инвертора. Ограничение длительности проводящего состояния встречнопараллельных тиристоров приводит к уменьшению установленной мощности регулирующих дросселей и к улучшению динамических характеристик инвертора, однако это сопровождается увеличением амплитудного значения тока, протекающего через встречнопараллельные тиристоры, При ограниченных номиналах тиристоров этот факт представляет серьезное препятствие для дальнейшего повышения выходной мощности инвертора

907?35

$0 без применениЯ параллельного соединения вентилей.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является трехфазный инвертор, содержащий связанный с входными выводами через дроссель фильтра мост основных тиристоров, между выходными выводами которого включены последовательнь,е цепочки, каждая из которых шунтирова на коммутирующим конденсатором и состоит из регулирующего дросселя и пары встречно-параллельно соединенных тиристоров, а также мост- обратных тиристоров, выводами постоянного тока подключенный параллельно мосту основных тиристоров, причем выводы переменного тока моста обратных тиристоров подключены к соответствующим точкам соединения регулирующих дросселей с парами тиристоров последовательных цепочек.

Поддержание выходного напряжения в заданных пределах в указанном инверторе осуществляется двухконтурной системой компенсации реактивной мощности, причем в качестве индуктивных элементов в обоих контурах попеременно используются одни

v;-сж;е дроссе - и 14)

Однако хотя и позволяет реализовать устройство с минимальным количеством реактивных элементов, но приводит к снижению

=,ôôåктивности силовой импульсной обратной связи и к недоиспользованию вентилей схемы llo току.

11ель изобретения - — улучшение энергеT1i÷cñêH характеристик инвертора.

Ук lзанная цель достигается тем, что в треxôазíом инверторс, содержащем подключенные через дроссель фильтра к входным выводам мост основных тиристоров и мост обратных тиристоров, причем выводы переменного тока моста основных тиристоров соединены с выходными выводами, между которыми подключены коммутирующие коыд.нсаторы и цепочки, состоящие каждая из регулирующего дросселя и пары встречно-параллельно включенных тиристоров, регулирующис дроссели снабжены отводами, к которым подключены выводы переменного тока моста обратных тиристоров.

На фиг. 1 показана схема трехфазного инвертора; на фиг. 2 — графики токов и напряжений, поясняющие работу инвертора.

Трехфазный инвертор содержит дроссель фильтра 1 в цепи питания, мост основных тиристоров 2 — 7, между выходными выводами которого включены коммутирующие конденсаторы 8 в 10. Через встречно-параллельные тиристоры 11 — 16 параллельно коммутирующим конденсаторам 8 — 10 подключены регулирующие дроссели 17 — 19, снабженные отводами, к которым подключены выводы переменного тока моста обратных гиристоров 20 — 25.

Инвертор работает следующим образом.

1$

2$

30 з$

40 а$

Рассмотрим интервал работы инвертора длительностью 60 эл. град в течение которого в проводящем состоянии находятся тиристоры 3 и 4. В начальный момент этого интервала управляющий импульс подается на тиристор 3, в результате чего он включается. Через тиристор 3 напряжение U „в запирающей полярности прикладывается к тиристору 7, что приводит к его выключению. Одновременно напряжение Цд является включающим для обратного тиристора

25. Так как импульсы управления на обратные тиристоры 20 — 25 подаются в моменты очередной коммутации основных тиристоров 2 — 7, то в рассматриваемый момент времени происходит включение обратного тиристора 25, в результате чего возникает цепь для перезаряда конденсатора 10 через полуобмотку CS, дросселя 19.

Лмплитуда импульса тока, протекающего через дроссель 19, при включении тиристора 25 будет тем больше, чем больше величина запирающего напряжения Uca в момент коммутации. Вследствие этого, избыток реактивной мощности емкостного характера, появляющийся при сбросе нагрузки, не приводит к значительным всплескам выходного напряжения, так как он оказывается скомпенсированным индуктивной составляющей тока, протекающего через полуобмотки АР,, ВЯ,, CSz регулирующих дросселей 17 в 19.

Импульсы управления на встречно-параллельно соединенные тиристоры 11 — 16 поступают с задержкой Е относительно импульсов управления, подаваемых на основные тиристоры 2 — 7, причем Е =- Š— К где E, — некоторое начальное значение угла;

К вЂ” коэффициент передачи схемы управления (не показана): р -величина угла запирания.

Величина Е выбирается таким образом, что при номинальной нагрузке инвертора (при p = )5щщ ) тиристоры 11 в 16 выключены. Для этого необходимо, чтобы при

Ф =Лион (фиг. 2) E = 60 +Яном, откуда следует, что Е, = 60 + (1+ К) )gpss

При частичной нагрузке инвертора некоторое возрастание угла запирания ф сопровождается таким изменением Е, что импульсы управления на встречно-параллельные тиристоры 11 — 16 поступают при наличии на них напряжений отпирающей полярности. Так например, если угол Е(60 эл. град., на рассматриваемом интервале времени происходит включение тиристора 13, который подключает обмотку CS дросселя 19 параллельно конденсатору 9. Импульс тока (фиг.2) длительностью Л, = 2 (1+ К) (ф — P ц ), протекающий под действием напряжения

Ц на конденсаторе 9, имеет индуктивную составляющую, которая осуществляет компенсацию соответствующей части емкостного тока этого конденсатора.

907735

Эквивалентная величина индуктивности, вносимой в контур импульсной обратной связи, принципиально может быть сделана меньше, чем величина индуктивности, исполь зуемой для компенсации излишней реактивной мощности конденсаторной батареи в установившемся режиме. Это благоприятно сказывается прежде всего на динамических характеристиках инвертора, так как уменьшение величины индуктивности в цепи импульсной обратной связи повышает интенсивность процесса регулирования реактивной мощности коммутирующих конденсаторов в переходных режимах, возникающих при скачкообразных изменениях параметров нагрузки.

Кроме того, улучшение энергетических характеристик достигается без введения фтполнительных элементов и усложнения схемы управления, так как область действий контура регулирования, включающего в себя встречно-параллельные тиристоры и дроссели, может быть ограничена диапазоном медленно меняющихся нагрузок.

Формула изобретения

Трехфазный инвертор, содержащий подключенные через дроссель фильтра к йход6 ным выводам мост основных тиристоров и мост обратных тиристоров, причем выводы переменного тока моста основных тиристоров соединены с выходными выводами, между которыми подключены ком мутирующие конденсаторы и цепочки, состоящие каждая из регулирующего дросселя и пары встречно-параллельно включенных тиристоров, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических характеристик инвертора, регулирующие дроссели снабжены отвода10 ми, к которым подключены выводы переменного тока моста обратных тиристоров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании № 1045185, кл. Н 2 F, 24.07.63.

2. Авторское свидетельство СССР № 620002, кл. Н 02 М 7/515, 1978.

3. Ковалев Ф. И. и др. Стабилизированные автономные инверторы с синусоидаль20 ным выходным напряжением. М., «Энергия», 1972, с. 15, рис. 1 — 7.

4. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2734914/24 — 07, кл. Н 02 М 7/515, 1979.

907735

Фиа 2

Редактор Н. Джуган

Заказ 612/67

Составитель Г. Вотчицев

Техред А. Бойкас Корректор У. Пономаренко

Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113036, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/6

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4