Автономный инвертор

 

Оll ИСАКИИ < 919031

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистичесиих

Реслублии (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23. 07, 79 (21) 2800503/24-07 с присоединениеЙт заявки М (23) Приоритет (5I)M. Кл.

Н 02 М 7/515 фВвяврстваюь4И квювтйт

СССР ае далаи изобретений н атхрыткй ($3) УДК 621; 314.

° 572 (088. 8) Опубликовано 07.04. 82. Бюллетень JA 13

Дата опубликования описания 07.04.82. (72) авторы изобретения

В.И.Завьялов, Г.М.Мустафа и Н.А.Угренинов (71) Заявитель (54) АВТОНОМНЫЙ ННВЕРТОР

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в стабилизированных преобразователях переменного и постоянного токов.

Известен мостовой параллельный инвертор тока с компенсирующим устройством, содержащий тиристорный мост, сглаживающий реактор, нключенный между одним из зажимов источника питания и соответствующей край16 ней точкой диагонали постоянного тока моста, выходной трансформатор, первичная обмотка которого включена н диагональ переменного тока, а

15 также подключенные параллельно либо первичной, либо вторичной обмотке трансформатора коммутирующий конденсатор и компенсирующее устройство, состоящее из последовательно

20 соединенных реактора и встречно-параллельных тиристоров. Для данного иннертора характерны стабилизация и регулирование выходного напряжения при относительно больших значениях входного напряжения (11 .

Недостатки данной схемы — значительные габариты и вес, обусловленные н основном наличием трех единиц реакторно-трансформаторного оборудования (реакторы сглаживающий и компенсатора, а также выходной транс. форматор), Известен также параллельный однореакторный инвертор по схеме с нулевой точкой, осуществляющий регулирование и стабилизацию выходного напряжения, единственньпЪ реактор которого обеспечивает как сглаживание входного тока, так и регулирование реактивной мощности. Достигается это за счет введения в обычный параллельньп иннертор по нуле" ной схеме дополнительных тиристоров, подключаемых между зажимом источника питания, к которому подсоединен реактор, и концами первичной обмотки выходного трансформато919031 4 ра, где объединяются одноименные электроды основных и дополнит ельных тиристоров (2) °

Недостаток. указанного инвертора присущее схемам с нулевой точкой повышенное значение напряжения на тиристорах, из-за чего .этот инвертор не может быть использован при больших значениях выходного напряжения.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности инвертор, собранный по мостовой схеме, содержащий тиристорный мост из основных тиристоров, дроссель в цепи постоянного тока, включенный между одним из входных выводов и соответствующей точкой диагонали постоянного тока моста, коммутирующего конденсатора, шунтирующего выходные выводы и включенного в диагональ переменного тока, и двух дополнительных тиристоров, подключенных между общей точкой входного вывода и дросселя к крайним точкам диагонали переменного тока, в которых полярность электродов дополнительных тиристоров совпадают с полярностью электродов тех основных тиристоров, которые подключаются к другому входному выводу (31.

Наиболее предпочтительным режимом работы этой схемы как и схемы инвертора с компенсирующим устройством является режим прерывистых токов, обеспечивающий улучшение формы выходного напряжения, динамических харак35 теристик и массо — габаритных показателей, Ток через дроссель, состоящий в диагонали постоянного тока, имеет вид полуволн одной полярности длительностью t>, разделенных бестоко40 выми паузами t, причем в одну часть полуволны t ток протекает через pоaf полнительный и основной тиристоры, дроссель и диагональ переменного тока, минуя источник питания, а в другую

45 часть полуволны t — через два основЬ ных тиристора, дроссель, источник питания и диагональ переменного тока.

В зависимости от режима работы общая длительность полуволны t тока изменяется в незначительных пределах, а длйтельности ее участков t> è и — в широтах. Соответственно изменяются интервалы проводящего состояния дополнительных и подключенных непосредственно к источнику питания основных тиристоров. Другие же основные тиристоры, подсоединенные к дросселю проводят ток в течение всей полуволны (на участках 1 и tz ) независимо от Ь режима работы ипнертора. При переменном графике изменения нагрузки перераспределение загруженности дополнительных и одной пары основных тиристоров «е позволяет увеличивать токовую загруженность всех тиристоров из-за того, что для другой пары основных тиристоров последняя является максимальной и почти не зависит от графика изменения нагрузки. Известный инвертор не может обеспечить увеличение выходной мощности в режиме максимальной нагрузки при изменяющемся графике нагрузки.

Цель изобретения — повышение надежности и расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигаетс..я тем, что в автономном инверторе, содержащем соединенный со входными выводами тиристорный мост, диагональ переменного тока которого подключена к первичой обмотке выходного трансформатора и к анодам двух дополнительных тиристоров, а также последовательный и параллельный коммутирующие конденсаторы и реактор, первичная обмотка выходного трансформатора включена в диагоналю переменного тока моста последовательно с реактором, а вторичная соединена с последовательным коммутирующим конденсатором, дополнительные тиристоры включены встречно-параллельно, а параллельный коммутирующий конденсатор подключен к одной из обмоток выходного трансформат ор а.

Включение реактора инвертора, работающего в режиме прерывистых токов, в цепи переменного тока, является совершенно равноценным включению его в цепи постоянного тока в части сохранения режимов работы инвертора. Преимуществом же такого включения является то, что цепь тока через реактор во время его протекания помимо источника питания (участок t, ) может быть образована только с помощью дополнительного тиристора без использования основного. Такое включение обеспечивает равномерную загрузку по току основных и дополнительных тиристоров.

На фиг. 1 представлена схема инвертора с дросселем в цепи переменного тока, на фиг. 2 — диаграммы напряжения и тока.

919031 6

16

1S

26

36

В момент 8> ток реактора спадает до нуля и тиристоры 1 и 2 выклю чают ся.

Интервал 8 — О представляет со-! бой бестоковую паузу t<, в течение которой все тиристоры выключены. В

< момент 8 от< тоящий от 9 на вели l 1 чину Т/2, выключается тиристор 5 и начинается протекание тока через

1 реактор 9 на участке 6 — 8 соответ1 Р ствующем времени открытого состояния

Схема инвертора содержит основные тиристоры 1 — 4, собранные по мостовой схеме, дополнительные тиристоры 5 и 6, включенные встречнопараллельно в диагонали переменного тока, последовательный коммутирующий конденсатор 7, параллельный коммутирующий конденсатор 8, реактор 9, включенный в диагональ переменного тока последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора 10 и источник 11 питания, под ключенный к диагонали постоянного тока.

На фиг. 2 представлены диаграммы:

12 — напряжение на первичной обмотке выходного трансформатора U1, 13— обратное напряжение (-01); 14— входное напряжение 0,1 источника питания, 15 — ток i реактора.

Схема работает следующим образом.

Пусть перед момент:ом 6 (фиг. 2), определяемым моментом подачи управляющего напряжения на тиристоре 6, напряжение 01 на конденсаторе 8 отрицательно и все тиристоры инвертора закрыты. В момент 01 включается тиристор 6, в результате чего напряжение U1 подается на реактор

9 и через него начинает протекать ток (участок Π— 8, соответствукпций т.е. времени открытого состоять ния тиристора 6 ). Затем в момент, зависящий от величины нагрузки входного напряжения и необходимости регулирования выходного напряжения, включаются основные тиристоры 1 и 2. что обеспечивает выключение тиристора 6 запирающим напряжением источника 11 питания. На участке 8- соответствующем 11, ток через реактор 9 протекает под воздействием разности входного напряжения 03 источника 11 питания и обратного выходного напряжения (-U ) по цепи, содержащей источник питания и нагрузку.

1тиристора 5. Затем в момент В включаются тиристоры 3 и 4, что приводит к выключению тиристора 5 запирающим напряжением источника 11. Начинается прохождение тока на участа ке 8 — 0 через источник питания и на3 грузку под воздействием разности входного напряжения источника 11 питания и прямого выходного напряжения на первичной обмотке трансформатора.

В момент 8 ток реактора спадает до нуля и тиристоры 3 и 4 выключаются.

Цалее цикл работы повторяется. Целесообразность включения конденсатора

8 (фиг. 1) параллельно первичной или вторичной обмотке трансформатора зависит от соотношения величин U< и 0

В случае, если U1) U или U1 О» то конденсатор включают параллельно первичной обмотке, в случае U ((Uz то конденсатор включают параллельно вторичной обмотке.

Последовательный конденсатор 7 введен с целью защиты инвертора от короткого з амыкания нагрузки.

Стабилизация и регулирование выходного напряжения при изменениях нагрузки и входного напряжения осуществляются с помощью изменения моментов включения основных тиристоров.

В предлагаемой схеме происходит постоянное перераспределение загруженности по току основных и дополнительных тиристоров. Это приводит к менее сильному нагреву тиристоров и позволяет либо использовать менее мощные тиристоры, либо получать от инвертора большие мощности, что, в свою.очередь, приносит определенную зкономию.

Формула из обретения

Автономный инвертор, содержащий соединенный со входными выводами тиристорньй мост, диагональ переменного тока которого подключена к первичной обмотке выходного трансформатора и анодам двух дополнительных тиристоров, а также последовательный и парал. лельный коммутирующие конденсаторы и реактор, отличающийс я тем, что, с целью повьппения надежности и расширения функциональ ных возможностей инвертора, первичная обмотка выходного трансформатора включена в диагональ переменного ток» моста последовательно с реактором, а вторичная соединена с последователь7 9 ным коммутирукщим конденсатором, дополнительные тиристоры включены встречно-параллельно, а параллельный коммутирукщий конденсатор подключен к одной из обмоток выходного трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ковалев Ф.И. и др. Стабилизированные автономные инверторы с

19031 8 синусоидальным выходным напряжением.

М., "Энергия", 1972, с. 14-30.

2. Авторское свидетельство СССР

М 383180, кл. Н 02 М 7/515, 1970.

3. Кулик В.Д. Способы и устройства широтного регулирования напряжения резонансных тиристорных инверторов. — "Электричество", 1975, 10 У 9, с. 57, рис. 16.

919031

Составитель И.Жеребина

Редактор Л. Пчелинская Техред Т.Маточка Корректор Н.Стец

Закаэ 2 158! 37 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филндл ЛИП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4