Инвертор напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик iii985903 (61) Дополнительное к авт. спид-ву(22) Заявлено 28.01. 81 (2I) 3240494/24-07 (5l)M. Кл. с присоединением заявки J4 3240495/24-07

Н 02 И 7/515 гасударственный камитет

СССР (23) Приоритет . о делам изобретений и аткрытий

Опубликовано 30 12,82. Бюллетень № 48 (53) УДК 621.314. . 572 (088. 8}

Дата опубликования описания 30. 12.82

В.Ф.Сидякин, И.В.Волков, В.Н.Губаревич, В.П.К

А.В.Лебединцев и А.И.Швоев (72) Авторы изобретения

Севастопольский приборостроительный институт и Институт электродинамики АН Украинской CCP (7!) Заявители (54) ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в системах электроснабжения, в частотно-регулируемых электроприводах промышленных устаноЪ

5 вок и транспортных средств.

Известны инверторы, преобразующие постоянное напряжение.-в переменное заданной формы и частоты, содержащее узлы икусственной коммутации тиристоров (11.

Недостатками известных инверторов являются наличие в выходном напря" жении высших гармоник значительной амплитуды, низкие частотные свойства, необратимость,а также сложность в управлении.

Наиболее близкий к предлагаемому инвертор содержит подключенные последовательно через обмотки дроссе-. 2о ля к выходным выводам два тиристорных моста с конденсаторами в диагоналях, и выходные выводы, подключенные к средней точке напряжения

2 питания и общей точке указанных об- моток дросселя (21.

Недостатком этого инвертора является его нербратимость, т.е. он не может передавать энергию с выходных выводов на входные, что ограничивает его использование в регулируемом электроприводе.

Цель изобретения - расширениефункциойальных возможностей за счет придания инвертору свойства обратимости.

Поставленная цель достигается тем, что инвертор, содержащии подключенные к источнику питания два последовательно соединенные через обмотки. дросселя тиристорных моста с конденсаторами в диагоналях переменного тока, причем общая точка обмоток дросселя соединена 1с первым выходным выводом, а второй выходной вывод подключен к средней точке ис; точника питания, снабжен двумя встречными мостами и двумя трансфор3 985903 маторами, первичная обмотка каждого из которых включена. последовательно с конденсатором соответствующего тиристорного моста, а вторичная обмотка зашунтирована двумя введенными встречно-параллельно соединенными тиристарами и включена в диагональ переменного тока соответствующего встречного моста диодов, подключенного к источнику питания. 16

На фиг.1 показана схема инвертора; на фиг.2 - то же, выполнение в одномостовом варианте.

Инвертор содержит (фиг.1) два моста на тиристорах 1-8 с конденсатора- 15 ми 9 и 10 в диагоналях, включенные последовательно через обмотки 11 и 12 дросселя 13, выходные выводы 14 и 15, подключенные к средней точке источника 16 питания и общей точке обмоток 2о

11 и 12 дросселя 13, два дополнитель ных трансформатора 17 и 18 с первичными обмотками 19 и 20 и вторичными

21 и 22„ зашунтированными встречнопараллельно тиристорами 23-26 и вклю 25

1 ченными в диагональ выпрямительных мостов на диодах 27-34, включенных встречно к входным выводам 35 и 36, и нагрузку 37.

Устройство работает следующим 50 образом.

При постоянно включенных тиристор ах 23 и 24 закороченном трансформаторе 17 и подаче импульсов управления на пары тиристоров 1,3 и 2,4 происходит перезарядка конденсатора

9 от полюса источника 35 питания, через тиристоры 1,3 (2,4) обмотку

11 дросселя 13, нагрузку 37 и среднюю точку источника 16 питания. При напряжении на нагрузке, меньшим половины напряжения питания, энергия, поступающая на элементы инвертора через тиристоры 1,3 (2,4) превышает энергию, потребляемую в нагрузке 37.

Избыточная энергия при этом накапливается на реактивных элементах инвертора"конденсаторе 9 и дросселе

13, что приводит к постоянному воз5Î растанию уровня напряжений и токов на них.

При запирании тиристора 28(24) ток перезаряда конденсатора 9 транс формируется с обмотки 19 трансформатора 17 в обмотку 21 и через диоды 27, 29 (28,30) рекуперирует на входные выводы 35 и 36, При этом, если выполняется соотношение 19 — >O,5

W2) где W1q — число витков обмотки 19;

M g — число витков обмотки 21, энергия, возвращаемая на входные выводы 35 и 36 через диоды 27, 29 (28, 30), будет превышать энергию, одновременно потребляемую с них через тиристоры 1,3 (2,4), Последнее означает уменьшение энергии, запасенной на реактивных элементах схемы, т.е. уменьшение уровня напряжения на конденсаторе 9 и величины тока в дросселе 13.

Изменяя фазу включения тиристоров 23 . и 24 относительно момента включения тиристоров 1-4, регулируют ток перезаряда конденсатора равный току в цепи нагрузки 37. При коротком замыкании в цепи нагрузки

37 вся энергия, поступающая на элементы инвертора через тиристоры возвращается на входные выводы через диоды 27-30.

В случае перемены знака напряжения на выходных выводах 14 и 15 (подключение к ним источника напряжения с полярностью, противоположной показанному на фиг.1) устройство работает в обратном режиме. При этом поток энергии через диоды 27-30 превышает поток энергии через тиристоры 1-4 на величину энергии, отдаваемой источником, включенным в выходной цепи устройства.

Для создания в цепи нагрузки тока обратной полярности импульсы управления подают на тиристоры 5-8,а регули-. руют его, управляя тиристорами 25 и 26 описанным выше способом.

Инвертор, выполненный в одномостовом варианте (фиг.2 ), содержит мост на тиристорах 38-41 с конденсатором 42 в диагонали, дроссель 43, выходные выводы 44 и 45 с нагрузкой

46, трансформатор 47 с первичной обмоткой 48 и вторичной 49, зашунтированной тиристорами 50 и 51 и включенной в диагональ моста на диодах

52-55, подключенного встречно к входным выводам 56 и 57.

Устройство работает аналогично описанному выше.

Применение в инверторе дополнитель ных трансформаторов, включенных по5 9859 ,ледовательно с"конденсаторами в ди-к агонали тиристорных мостов, позволяет создать обратимый инвертор, работающий устойчиво на повышенных частотах как в режиме потребления энергии с входных выводов, так и в режиме рекуперации энергии с выходных выводов на входные. Кроме того, существенным образом .повышаются регулировочные. характеристики инверторов что, в свою очередь позволяет расчитывать элементы инвертора (дроссель. конденсаторы, трансформаторы) на оптимальную. частоту, которая может быт.ь достаточно высокой 2 5 кГц что, в конечном счете, улучшает весогабаритные показатели устройства в целом.

Формула изобретения .,Инвертор напряжения, содержащий 20 подключенные к источнику питания два последовтельно соединенные через обмотки дросселя тиристорнь х моста с конденсаторами в диагоналях переменного тока, причем общая точка обмоток дросселя соединена с первым

03 выходным выводом, а второй выходной вывод подключен к средней точке ис,точника питания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет придания свойства обратимости, он снабжен двумя встречными мостами диодов и двумя трансформаторами, первичная обмотка каждого из которых включена последовательно с конденсатором соответствующего. тиристорного . моста, в вторичная обмотка зашунтирована двумя введенными встречно-параллельно соединенными тиристорами и включена в диагональ переменного тока соответствующего встречного моста диодов, подключенного к источнику питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочйик по преобразовательной технике. Под ред. И.M.×èженко. Киев, "Техника", 1978 °, с. 145, рис.3-50.

2. Авторское свидетельство СССР и 570966, кл. Н 02 И 7/515, 1975.