Способ запирания вентилей инвертора

 

г

ОПИСАНИЕ pg

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

f зф, "г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 280977 (21) 2528380/24-07

131) М Кл з

Н 02 P 13/18 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

{53) УДК 621. 316. .727(088.8) Опубликовано 30.0882, Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 30.0882 (72) Автор.. изобретения

В.С. Высочанский (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЗАПИРАНИЯ ВЕНТИЛЕЙ ИНВЕРТОРА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в статических преобразовательных .Устройствах со звеном постоянного тока, преобразующих электрическую энергию постоянного тока или переменного тока.

Известны инверторы, ведомые сетью, в которых запирание вентилей производится за счет ЭДС нагрузки, например, синхронного двигателя. В этих инверторах коммутацию вентилей производят одноступенчато, путем периодического закорачивания смежных фаэ нагрузки по цепи основных вентилей инвертора, при этом фаза тока на выхоДе инвертора должна быть опережающей. Пульсации тока нагрузки ограничиваются дросселем в звене постоянного тока (1) .

К недостаткам известного способа запирания вентилей относятся значительные коммутационные искажения кривой выходного напряжения, которые тем больше, чем больше ток нагрузки и ее коммутационный реактанс, а также относительно низкое использование вентилей преобразователя, низкое использование синхронного двигателя и низкое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому является способ эапирания вентилей инвертора с двухступенчатой коммутацией, при котором подают отпирающий

HMTIvJIbc на основной вентиль инвертора каждой полуволны переменного тока и подают импульс на коммутирующий вентиль (21 .

К недостаткам известного способа относятся искажения напряжения сети и нагрузки и воэможность регулирования частоты только дискретно. Кроме того, способ применим только при нагрузке с отстающим cos f:

Цель изобретения — уменьшение искажения напряжения нагрузки.

Укаэанная цель достигается тем, что при известном способе запирания вентилей инвертора с двухступенчатой коммутацией вначале подают отпирающий импульс (импульсы) на коммутирующий вентиль (коммутирующие вентили) данной полуволны данной фазы, а затем подают отпирающий импульс на ее основной вентиль, вследствие чего эапирание вентилей производят с помощью напряжения на выходе инвертора.

На фи.. 1 приведена одна из воз30 можных схем устройства, реализующего

955508 способ запирания вентилей; на фиг. 2 — потенциальные диаграммы и кривые токов и напряжения.

Устройство, реализующее способ, содержит основные вентили 1-6 инвертора, мостовой выпрямитель 7, питаю- 5 щий трансформатор 8, групповые коммутируемые вентили 9 и 10, индиви-. дуальные коммутирующие вентили 11-16.

На фиг, 1, 2 обозначены потенциальные диаграммы 17-19 внешних выво- >Q дов инвертора, построенные относительно средней точки вторичной обмотки трансформатора, кривые 20-22 тока нагрузки, кривая 23 ЭДС фазы А, кривые 24-25 линейного напряжения.

Кривые тока и ЭДС построены для случая питания двигателя с синхронным реактансом, равным 0,7, активным сопротивлением, равным нулю, и углом опережения тока, равынм li/9.

Пусть в системе установился стационарный периодический процесс, и в момент ток проводят вентили

1-3. В это время мгновенная величина

ЭДС двигателя превышает напряжение на входе инвертора и ток фазы A i4 спадает. К моменту т» ток (становится равным нулю и вентиль 1 начинает восстанавливать свои вентильные свойства за счет обратного напряжения

Uä

U = — — - Е, где U d — напряжение звена постоянного тока. Если к этому моменту подать отпирающий импульс на вентили 13 и 14, то они откроются, так как по отношению к ним это же напряжение будет прямым. Ток в фазе А изменит направление и будет протекать но цепи коммутирующих вентилей и фазе В нагрузки A-14-13-В.

Ток вентиля 3 уменьшится на величи- 40 ну тока i . В момент t2 подается отпирающий импульс на вентиль 10 и вентиль 13 запирается обратным напряжением, равным 01/ 2.Ток теперь протекает по цепи 14-10. В момент t 45 подается отпирающий импульс на вентиль

4, а вентили 14 и 10 запираются этим же напряжением 04/2. С этого момента в инверторе ток проводят вентилй 2, 3 и 4. К моменту с4, когда ! ток фазы С 1 спадает до нуля, подаются импульсы на .вентили 14 и 15, и они проводят ток с момента, когда ток предыдущей полуволны тока спадает до нуля. Ток iz меняет направление и протекает по цепи С-14-15-А.

Вентиль 4.разгружается на величину тока iz . Дальнейшая работа вентилей преобразователя происходит аналогично.

При запирании вентилей 1-6, 9 и

10 напряжение инвертора меняется скачком (фиг. 2). Форма кривой напряжения практически не зависит от величины тока нагрузки (зависит только в той мере, в какой меняется падение напряжения в питающей сети).

Коммутирующие вентили разгружают по току основные вентили 1-6. Стабильная форма кривой напряжения обеспечивает более высокое использование двигателя, так как частота инвертора может регулироваться сколь угодно плавно и превосходить частоту питающей сети.

Формула изобретения

Способ запирания вентилей инвертора с двухступенчатой коммутацией, при котором подают отпирающий импульс на основной вентиль инвертора каждой полуволны переменного тока и подают импульс на коммутирующий вентиль, отличающийся тем, что, с целью уменьшения ис кажения, напряжения, подают вначале отпирающий импульс (импульсы) на коммутирующий вентиль (коммутирующие вентили) данной полуволны данной фазы, а затем подают отпирающий импульс на ее основной вентиль, вследствие чего запирание вентилей производят с помощью напряжения на выходе инвертора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шиллинг B. Тиристорная техника.

М., "Энергия", 1971, с. 84-97.

2. Авторское свидетельство СССР

9 345571, кл. Н 02 М 5/42, 1968.