Трехфазный последовательный инвертор

 

<»>995234

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.10.81 (21) 3342467/24-07 (51) Щ. Кл.з

Н 02 М 7I515 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Гееудеретееннме кемнтет

СССР (53) УДК 621.314..572 (088.8) Опубликовано 07.02.83. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 17.02.83 ев денем нэееретеннй н еткрмтнй (?2) Авторы изобретения

А. И. Балабух и А. В. Шпагин

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) (» ) Заявитель (54) ТРЕХФАЗНЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к преобразователям энергии постоянного тока в энергию переменного тока повышенной частоты.

Известны преобразователи, выполненные по различным схемам инверторов напряжения — параллельные инверторы, последовательные инверторы, инверторы с высокочастотной коммутацией, инверторы с импульсной коммутацией и др(1).

Для получения повышенной частоты преобразования широко используются последовательные резонансные инверторы, в которых благодаря применению последовательного резонансного контура ток управляемого вентиля в течение всего интервала проводимости изменяется во времени по колебательному закону. Важными достоинствами последовательных резонансных инверторов, делающими перспективным их применение на повышенных частотах, являются относительно небольшая скорость нарастания анодного тока в управляемых вентилях и возможность получения большого времени запирания управляемых вентилей за счет удлинения пауз между запускающими импульсами управления. Для получения трехфазной системы токов и напряжений, а также для получения большей мощности в нагрузке используются трехфазные последовательные инверторы (2).

Однако недостатками схем известных трехфазных последовательных инверторов являются сравнительно малая выходная мощность, низкая надежность, большие масса и габариты и сравнительная сложность схемного решения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является трехфазный последовательный инвертор, содержащий трехфазный вентильный мост, в диагонали переменного тока которого включены коммутирующие конденсаторы, а в диагональ постоянного тока включена трехфазная нагрузка через разделительные конденсаторы к коммутирующим дросселям, и фильтровые дроссели в цепи постоянного тока. Данная схема позволяет получить переменный ток повышенной частоты при относительно небольших скоростях нарастания анодного тока в управляемых вентилях, а также возможность поддержания достаточно большого угла запи5234 включена трехфазная нагрузка 5 через разделительные конденсаторы 6 — 8 к коммутирующим дросселям 9 — 11, и фильтровой дроссель 12 в цепи постоянного тока, вентильный мост содержит вентили

13 †. Вход фильтрового дросселя соединен с входом устройства, а выход фильтрового дросселя соединен с объединенными входами дополнительных вентилей

19 — 21, выход каждого из которых соединен с разделительным:конденсатором каждой фазы нагрузки.

Устройство работает следующим образом.

При подключении к источнику питания происходит заряд разделительных конденсаторов по цепяи, содержащим фильтровый дроссель 12, дополнительные вентили

19 — 21, разделительные конденсаторы

6 — 8 и нагрузку 5. Поочередно открываются пары управляющих вентилей 13, 17, 14, 18, 15, 16, 13, 17.

Происходит перезаряд коммутирующих конденсаторов по колебательному закону в контурах, содержащих коммутирующие дроссели, разделительные конденсаторы, нагрузку. В установившемся режиме напряжение на . коммутирующих конденсаторах является знакопеременным, периодическим во времени. В каждой фазе нагрузки 5 протекает только переменная составляющая тока переза ряда коммутирующих конденсаторов, частота которой определяется частотой работы управляемых вентилей 13 — 18.

Преимушества предлагаемого устройства по сравнению с известным состоят в увеличении выходной мощности, простоте схемного решения (один фильтровый дроссель вместо трех), уменьшении массогабаритных и стоимостных показателей с одновременным повышением надежности схемы.

Формула изобретения

99 рания управляемых вентилей при изменениях нагрузки в широких пределах (3).

Недостаток известного устройства сравнительно низкая выходная мощность, пониженная величина которой обусловлена следующими обстоятельствами при работе очередной фазы инвертора; оказывается подключенным через фильтровой дроссель работающей фазы контур, образованный двумя фильтровыми дросселями неработающих фаз, разделительными конденсаторами неработающих фаз и соответствующими фазными нагрузками. В результате напряжение и ток нагрузки работающей фазы уменьшается на величину тока, протекающего по контуру, образованному фильтровыми дросселями, разделительными конденсаторами и нагрузками двух неработающих фаз. Это вызывает существенное снижение амплитуды напряжения на нагрузке работающей фазы и, как следствие, снижение выходной мощности.

Цель изобретения — увеличение выходной мощности.

Поставленная цель достигается тем, что трехфазный последовательный инвертор, содержащий связанный со входными выводами трехфазный вентильный мост, в диагонали переменного тока которого включены коммутирующие конденсаторы, а в диагональ постоянного тока — трехфазная нагрузка, каждая фаза которой через соответствуюгций разделительный конденсатор и коммутирующий дроссель соединена с одной из стоек моста, а также фильтровый дроссель в цепи постоянного тока, он снабжен тремя дополнительными вентилями, одни электроды которых объединены и подключены к соответствующему входному выводу через общий фильтровый дроссель, а каждый из других электродов соеди не н с соответствующей точкой соединения коммутирующего дросселя с разделительным конденсатором.

Ввиду наличия дополнительных вентилей исключается протекание тока в контуре, образованном разделительными конденсаторами и нагрузками неработающих фаз. При этом напряжение на нагрузку работающей фазы возрастает пропорционально величине исключенных токов.

В такой же степени возрастает и выходная мощность.

Кроме того, удается значительно упростить схему,.так как при этом число дросселей фильтра сокращается втрое по сравнению с прототипом, снижаются масса и габариты, уменьшается стоимость и повышается надежность схемы в работе.

На чертеже показана схема трехфазного последовательного инвертора.

Трехфазный последовательный инвертор содержит трехфазный вентильный мост 1, в диагонали переменного тока которого включены коммутирующие конденсаторы 2 — 4, а в диагональ постоянного тока

5 10

Трехфазный последовательный инвертор, содержащий связанный с входными выводами трехфазный вентильный мост, в диагонали переменного тока которого включены коммутирующие конденсаторы, а в диагональ постоянного тока — трехфазная нагрузка, каждая фаза которой через соответствующий разделительный конденсатор и коммутирующий дроссель соединена с одной из стоек моста, а также фильтровый дроссель в цепи постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью увеличения выходной мощности, он снабжен тремя дополнительными вентилями, одни электроды которых объединены и подключены к соответствующему входному выводу через общий фильтровый дроссель, а каждый из других электродов соединен с соответствующей точкой соединения ком995234

5 мутирующего дросселя с разделительным конденсатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бедфорд Б. и др. Теория автономных инверторов. М., «Энергия», 1969.

2. Беркович Е. М. и др. Тиристорные преобразователи высокой частоты. Л., «Энергия», 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

1ч"о 558364, кл. Н 02 М 7/515, 1974.

Редактор И. Ковальчук

Закаа 615/41

Составитель И.)Керебнна

Техред И. Верес Корректор А. Дзятко

Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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