Тиристорный инвертор напряжения

) Н 02 М 7/515 13 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Фиг,4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(53 621. 914. 572 (088. 8) (56) 1Забродин Б.С. Автономные тиристорные инверторы с широтно- импульсным регулированием. М., "Энергия", 1977, с. 64, рис. 3-1,2. Глазенко Т.А., Гончаренко Р.Б. Полупроводниковые преобразователи частоты в электропрйводах. Л., "Энергия", 1969, с.85, рис. 37.(54.)(57) ТИРИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий последовательно соединенные между шинами питания два плеча на фазу нагруз ки, каждое из которых выполнено в виде последовательно включенного. нелинейного реактора и цепи из встречно-параллельно соединенных тиристора и диода, зашунтированной Й-С-цепью, причем общая точка плеч образует выходной фазный вывод инвертора, а также коммутационные узлы в виде трехполюсников по числу фаз нагрузки, каждый из которых подключен одним из трех своих выводов к соответствующему выходному фазному выводу инвертора, о т - . л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения величины напряжения, воздействующего на тиристоры, два других вывода каждого из коммутационных узлов подключены кФотпайкам соответствующих нелинейных реакторовИзобретение относится к преоб-.разовательной технике и можетиспользоваться в установках высокого напряжения для преобразованиярода тока.Известна схема инвертора, которая содержит рабочие тиристоры совстречно-параллельными диодами икоммутационный блок )1,Недостаток данного инвертора заключается в низкой надежности,потому что вентили подвергаютсявысоким скоростям нарастания токаи напряжения.Наиболее близок к предлагаемомуиннертор напряженая, содержащий вфазе последовательно включенныемежду полюсами источника плечи,состоящие из нелинейного реактора, встречно-параллельных тиристора, диода и КС-цепи, причем общаяточка плеч является выводом инвертора, а также коммутационный узел,одним выводом подключенный к выходуинвертора )2).Недостаток известного устройства состоит в увеличенном напряжении, воздействующем яа вентили.Цель изобретения - снижение напряжения, воздействующего на вентили.Поставленная цель достигается тем,что в тиристорном инверторе напряжения, содержащем последовательно .соединенные между шинами питания два плеча на фазу нагрузки,каждое из которых выполнено в ви.де последовательно включенного нелинейного реактора и цепи иэ встречно-параллельно соединенных тиристора и диода, зашунтированной КС-цепьюпричем общая точка плеч образуетвыходной фазный вывод инвертора, атакже коммутационные узлы н видетрехполюсников по числу фаз нагрузки, каждый из которых подключен одним иэ трех своих выводов к соответствующему выходному фазному выводуинвертора, два других вывода каждого иэ коммутационных узлов подключены к отпайкам соответствующих нелинейных реакторов. На фиг. 1 представлена схема ,устройства; на фиг. 2 - диаграммы напряжения и тока.Рабочие тиристоры 1 и 2 с встречно-параллельнымн им диодами 3 и 4, а также КС-цепями, состоящими иэ резисторов 5 и 6 и конденсаторов 7 и 8, включены последовательно с рабочими нелинейными реакторами 9 и 10 между шинами питания инвертора. Коммутационный узел состоит иэ тиристоров 11 и 12, реактора 13 и конденсатора 14. Один вынод коммутационного узла подключен к выводу инвертора, а дна других - кдываемое к реактору 9, суммируетсяс напряжением источника и создаетвыброс напряжения на противоположном, невключенном, ллече инвертора,составленном вентилями 2,4 и реактором 10. 55 Уменьшение числа витков реактора 9, к которым подключен комму тационный узел, ведет к сдвигу момента 1 вправо (в сторону запаз.дывания), т.е, в сторону меньших напряжений ва конденсаторе 14, С другой стороны уменьшается индук тивность части реактора 9 и увелиотпайкам нелинейных реакторов 9и 10.Устройство работает следующимобразом.На рабочие тиристоры 1 и 2 и 5 коммутирующие тиристоры 11 и 12в определенной последовательностиподаются управляющие импульсы. Тиристоры 1 и 2 поочередно проводятток. Для включения очередного ра О бочего тиристора 1 (2) предыдущий2 (1) должен быть включен. Эту функцию выполняет коммутационный блок,обведенный на чертеже пунктиром. Ука.занный блок может выполняться. по,любой другой из известных схем. Привключении коммутирующего тиристорасоздается импульс тока, н 2-4 разапревышающий ток нагрузки и направленный навстречу рабочему току тиристорон 1 и 2.Нелинейные реакторы 9 и 10 вцепи рабочих тиристоров ограничивают скорость нарастания тока инапряжения, снижают потери в тиристорах на этапе включения и совместно с КС-цепями уменьшают скачкинапряжения на вентилях.При выключении рабочего тиристора 1 (или 2) током коммутационного узла реактор 9 (или 10) дол жен быть перемагничен для подготовки к включению н следующий период.Подобное решение применяется ввысоковольтных инверторах, потомучто размещение на сердечниках ре акторов 9,и 10 дополнительных размагничинающих обмоток, практикуемоев низковольтных установках, затруд-,нено н связи со сложностью обеспечения требуемого уровня изсляции.40 На фиг. 2 показаны диаграммынапряжения Цс на коммутирующемконденсаторе 14 коммутирующеготокаи тока нагрузки тиристоран, а также напряжения 1 на протинофазном тиристоре, не проводящемток. В момент времени 11 1 н,когда разница- 1 н достигнетнеобходимой величины, реактор 9перемагничивается. В момент времени й напряжение конденсатора 14 50 делится между индуктивностями реакторов 9 и 13. Напряжение, приклаг 68 Цт Составитель Г. Мыедактор Л. Пчелннская Техред А.Ач орректор А ятко 356/66 Тираж 685 ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и .открытий 113035., Москва, Ж, Раушская наб., одписн аказ лнал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чивается автотрансформаторный эффект. Сучетом,действия указанныхфакторов напряжение на реакторе 9равно где Ек, Ь 0 - индуктивность коммутирующего реактора и части реактора 9 с отпайкой;.Ь 9 И 0 - числа витков реактора9 и его отпайки;Бс - напряжение на конденсаторе;К - коэффициент пропорциональности.Учитывая, что обычно Е1,0, из укаэанной Формулы получают, что уменьшение числа витков Ю отпайки реактора 9 ведет к снижению выброса напряжения на противоположном плече инвертора. Однако чрезмерное 1 уменьшение Мо недопустимо, так как может привести к тому, что реактор 9 не будет перемагничиваться.В крайних случаях Мо О и МоИд получают Ч 9=и 0 и 0=Чс5 Исходя Нз условий надежного пе.ремагничивания 2 принимается равным 0,5-0,8 в зависимости от соотношения амплитуды коммутационного тока и тока нагрузки. Таким образом тодключение коммутационного узла к отпайкам не,линейных рабочих реакторов ведет кснижению выбросов напряжения на15-25, что требует меньшего класса тиристоров. Этоособенно важнов высоковольтных установках, гдевентили до нескольких десятков-со тен включаются последовательно. Такое решение позволяет снизить стоимость и габариты установки.