Автономный инвертор

 

ОП ИСАНИЕ

И 306РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцнвпнстнческнх республик ()i) 982168 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 22.01.81 (21) 3239245/24-07 с присоединением заявки М (28)Приоритет (51)M. Кл.

Н 02 М 7/515

Ркуаэротюнвй КоМКТ9Т

CCCP ао дояэи хзобретенкй к открытий

Опубликовано 15.12.82. Бюллетень JO 4б

Дата опубликования описания 15.12.82 (53) УДК б21.314. .572 (088 8) (72) Авторы изобретения

В. А. Мнацаканов, Я. И. Гаврилов и И. А. Рюмин

Всесоюзный научно-исследовательский институт вагонострбЪния(7 l ) Заявитель (54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к устройствам для преобразования электроэнергии постоянного тока в электроэнергию переменного тока.

Известен автономный инвертор тока, содержащий тирлсторные ключи, подключенные через дроссель к источнику питания н соединенные по схеме моста, в диагональ которого включена нагрузка t11

Однако указанный инвертор при возникновении короткого замыкания в одной из це- пей нагрузки опрокидывается, в результате чего аварийный режим еще более усугубляется и могут пострадать другие потребители.

Известен также автономный инвертор, содержащий тиристорные ключи, подключенные через дроссели к источнику питания и соединенные по схеме моста, к одной диагонали которого через вентили подключена нагрузка, а к другой — источник питания (2}. эО

Недостатком данного автономного инверторв является то, что при срывах коммутации тиристорных ключей, а также при сбоях s. схемах управления ими, возможно протекание аварийных токов от источника питания через нагрузку. При этом если от инверторов питают тяговые двигатели переменного тока, то возг можно резкое, ударное возрастание моментов в тяговой передаче, что способно привести, например, к поломкам ходовых частей и выходу из строя злектроподвижного состава.

Известно также множество потребителей, например, в электрооборудовании летательных аппаратов, которые не терпят каких бы то ни было перегрузок, даже,весьма кратковременных. В этих случаях известные схемы автономных инверторов не,могут быль применены.

Наиболее близким к предлагаемому является инвертор, содержащий подключенные к входным выводам попарно-последовательно соединенные через дроссели четыре тирнсторных клюв, точки соединения которых с дросселями х)рез диоды подключены к нагрузке, со. единенной со входными выводами через разделительные дросселя (31.

Недостатком известного инвертора является то, что в нем не обеспечивается защита нагрузки от аварийных режимов.

982168

Цель изобретения — защита нагрузки от

I аварийных режимов.

Для достижения поставленной цели автономный инвертор, содержащий подключенные к входным выводам две последовательные цепочки, состоящие каждая из двух тиристорных ключей и включенного между ними дросселя, причем точка катода тиристорного ключа и дросселя первой цепочки подключена через встречно, включенный вентиль к первому вы- 10 ходному выводу, связанному с общей точкой анода тиристорного ключа и дросселя второй цепочки, общая точка которого с катодом, другого тиристорного ключа этой же цепочки через встречно включенный другой вентиль

II подключена к второму выходному выводу, связанному с общей точкой дросселя и анода тиристорного ключа первой цепочки, снабжен двумя дополнительными тирнсторами, каждйй из которых подключен параллельно соответствующему дросселю, причем общие точки дросселей и анодов тиристорных ключей обеих цепочек подключены к соответствующим выходным выводам непосредственно. !

1а чертеже изображена принципиальная элек- 23 трическая схема предлагаемого автономного инвертора.

Тиристориые ключи 1 — 4 подключены через дроссели 5 и 6 к источнику 7 питания и соединены по схеме моста, к одной диаго- щ нали которого через вентили 8 и 9 подключена нагрузка 10, а к другой диагонали моста подключен источник 7 питания. Дроссель

5 включен между последовательно соединенными тиристорными ключами 1 и 2, а дроссель

6 включен между последовательно соединенными тиристорными ключами 3 и 4. Нагрузка

10 подключена параллельно дросселю 5 через вентиль 8, а параллельно дросселю 6 — через вентиль 9. Дополнительный тиристор 11 подключен параллельно дросселю 5, а дополнительный тиристор 12 подключен параллельно дросселю 6.

Автономный инвертор работает следующим образом.

При отпирании тиристорных ключей 1 и 2 напряжение источника 7 питания прикладывается к дросселю 5, что приводит к возрастанию тока в дросселе 5 и накоплению в нем энергии, пропорциональной индуктивности дрос-

50 селя 5 и квадрату протекающего по нему тока. Затем тиристорные ключи 1 и 2 запирают. и отпирают тиристорные ключи 3 и 4. При этом напряжение источника 7 питания прикладывается к дросселю 6, в нем возрастает ток и накапливается энергия. В это время энергия, накопленная в дросселе 5, передается в нагрузку 10 по цепи 5, 10, 8 и 5. Когда же вновь отпирают тиристорные ключи 1 и 2 и запирают тиристорные ключи 3 и 4, то в нагрузку 10 передается энергия, накопленная в дросселе 6, по цепи 6, 10, 9 и 6. Как видно, направление тока в нагрузке 10 при поступлении в нее энергии от дросселя 5 и от дросселя 6 различно, Таким образом автономный инвертор преобразует постоянный ток источника 7 питания в переменный, протекающий по нагрузке 10. Следует отметить, что при срывах коммутации тиристорных ключей — например когда проводят ток тиристорные ключи 1 и 2, а тиристорные ключи

3 и 4 заперты, энергия, поступающая от источника 7 питания, не поступает в нагрузку, а накапливается в дросселе 5, Таким образом, сбои в работе тиристорных ключей практически не способны вызвать протекания токов аварийного режима через нагрузку. Для полного исключения этого, во многих случаях крайне нежелательного явления, следует включить один вентиль в провод между дросселем 5 и нагрузкой 10, а другой вентиль в провод между дросселем 6 и нагрузкой 10.

Тогда даже в том случае, если в результате сбоя в схеме управления тиристорными ключами 1 — 4 окажется, что заперты тиристорные ключи 1 и 4 н проводят тнристорные ключи

3 и 2, то вентиль, включенный в провод между дросселем 5 н нагрузкой 10, воспрепятствует протеканию тока от источника 7 питания в нагрузку 10 по цепи 7, 3, 10, 2 и

7. Дополнительные тиристоры 11 и 12 обеспечивают повышение защитных свойств автономного инвертора, так как в случае неожиданного восстановления запирающих свойств тиристорных ключей 1 и 2 после того, как они долгое время находились в проводящем состоянии и ток в дросселе 5 достиг значительной величнны, возможно протекание аварийного тока дросселя 5 через нагрузку 10.

Для исключения этой возможности служат тиристоры 11 и 12, на управляющие электроды которых постоянно подаются сигналы после возникновения описанного аварийного режима, .и в случае, например, неожиданного восстановления запирающих свойств тиристорных ключей 1 и 2, аварийный ток дросселя 5 замыкается по дополнительному тиристору 11, минуя нагрузку 10.

Таким образом, в описанной схеме автономного инвертора обеспечивается защита нагрузки от последствий аварийных режимов, вызванных выходом из строя тиристорных ключей или неполадками в схемах управления ими.

На базе описанной схемы автономного инвертора по известным принципам может быть построена схема многофазного, например, трехфазного автономного инвертора, коСоставитель И. Жеребииа

Техред Ж.Кастелевич

К,рр „р.à. Ву

Редактор К. Волощук

Тираж 721

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9731/77

Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 9821 торый полностью сохраняет. отмеченные свойства схемы по отношению к нагрузке.

Формула изобретения

Автономный инвертор, содержащий подключенные к входным выводам две последовательные цепочки, состоящие каждая из двух тирнсторных ключей и включенного между ни- тО ми дросселя, причем общая точка дросселя ,и катода тиристорного ключа первой цепочки,подключена через встречно включенный вентиль к первому выходному выводу, связанному с общей точкой анода тнристорного ключа и дросселя, второй цепочки, общая точка которого с катодом другого тиристорного ключа этой же цепочки через встречновключенный другой вентиль подключена к вто. рому выходному выводу, связанному с общей п точкой дросселя, и.анода тиристорного ключа о8 . 6 первой цепочки, отличающийся тем, что, с целью защиты нагрузки от аварийных режимов, он снабжен двумя дополнительными тиристорами, каждый иэ которых под. ключен параллельно соответствующему дросселю, причем общие точки .дросселей E и анодов тнристорных ключей обеих цепочек подключены к соответствующим выходным.выво. дам непосредственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Толстов Ю. Г. Автономные ииверторы тока. М., "Энергия", 1978, с. 188, рис. 5. 10..

2. Розенфельд В. Е. g др. Гнристориое управ- ление электрическим подвижным составом. постоянного тока. M., "Транспорт", 1971, с. 24. рис. 11.

3. Тирнсторные преобразователи частоты для индукционного нагрева металлов. Труды УПУ,, вып. 39, сб — 2, Уфа, 1972, с. 16.. рис. 1.