Автономный инвертор

Изобретение относится к силовойпреобразовательной технике и можетбыть использовано например, в электроприводе постоянного тока электровозов (типа ВЛ 15).5Целью изобретения является повышение КПД и .улучшение массогабаритных показателей.На чертеже представлена схема10инвертора.Инвертор содержит трансформатор 1с секционированными первичной и вторичной обмотками, первичная обмоткакоторого подключена к средней точкеобмотки коммутирующего дросселя 2 иобщей точке конденсаторов 3, 4 фильтра,включающего также дроссель 5,соединенного через ограничительныйрезистор 6 с плюсовой клеммой для 20подключения источника постоянного напряжения; два последовательно соеди.ненных тиристора 7, 8, между которымивключен коммутирующий дроссель 2;два последовательно соединенных возвратных диода 9,10, общая точка которых подключена к точке соединениясекций первичной обмотки трансформатора 1; коммутирующие конденсаторы,образующие параллельные ветви, состоящие из последовательно соединенных конденсаторов 11-18, средние точки которых соединены между собой через управляемые ключи 19-21, Параллельно ветви конденсаторов 1-18, атакже последовательно соединенные коммутирующие тиристоры 7, 8 и возвратные диоды 9, 10 подключены параллельно конденсаторам 3, 4 фильтра. Катодкоммутирующего тиристора 7 и анод 40возвратного диода 9 соединены с минусовой клеммой для подключения источника питания,Инвертор содержит не показанный начертеже блок управления тиристорами7, 8, а также пороговые элементы 2224, своими выходами подключенные квыходам управляемых ключей 19-21, идатчик напряжения 25, входы которогосоединены с шинами питания для подключения к ним источника постоянногонапряжения, а выход - с входами пороговых элементов 22-24.Нагрузкой инвертора являются по-следовательно соединенные обмотки26, 27 возбуждения тяговых двигателей,которые подключены к катодам тиристоров 28, 29 выпрямителя и к точке соединения секций вторичной обмотки трансформатора 1, концы которой подключены к анодам тиристоров 28, 29.Устройство работает следующим образом.На инвертор подают питающее (постоянное) напряженйе, на инверторные7, 8 и выпрямительные 28, 29 тиристоры - импульсы управления, При мини" мальном напряжении контактной сети (2200 В) средние точки параллельных ветвей коммутирующих конденсаторов 11- 18 соединены накоротко через управляемые ключи .19-21.В начальный момент импульс управления подается на тиристор 8, который открывается и через первичную обмотку трансформатора 1 протекает ток по цепи: плюсовая шина источника питания, резистор 6, дроссель 5, тиристор 8, полуобмотка дросселя 2, первичная обмотка трансформатора 1, конденсатор 4, минусовая шина источника напряжения. Одновременно заряжаются конденсаторы 12, 14, 16, 18 по цепи: плюсовая шина, резистор б, дроссель 5, тиристор 8, полуобмотка дросселя 2, конденсаторы 12, 14, 16, 18, минусовая шина источника напряжения.В следующий полупериод подают импульс управления на управляющий электрод тиристора 7 и конденсаторы 12, 14, 16, 18 разряжаются по цепи: конденсаторы 12, 14, 16, 18, полуобмотка дросселя 2, тиристор 7, минусовая шина источника напряжения, Таккак обмотки дросселя 2 магнитно,связаны, то напряжение полуобмотки,подключенной к аноду тиристора 7,трансформируется в другую полуобмот"ку и запирает тиристор 8. Через первичную обмотку трансформатора 1 начинает протекать ток в обратном на" правлении по срайнению с предыдущимполупериодом по цепи: плюсовая шина, резистор б, дроссель 5, конденсатор 3, первичная обмотка трансформатора1, полуобмотка дросселя 2, тиристор 7, минусовая шина источника питания.Одновременно происходит заряд кондея."саторов 11, 13, 15, 17 по цепи: плюсовая шина, резистор Ь, дроссель 5, конденсаторы 11, 13, 15, 17, полуобмотка дросселя 2, тиристор 7, мину-совая клемма источника напряжения.В процессе работы потенциал минусовой шинь 1 источника напряжения становится выше потенциала общей точки возвратных диодов 9, 10, в результа1427528 1ВНИИПИ Заказ 4862/53 Тираж 666 Подписное Произв-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 те чего открывается диод 9 и энергия,накопленная в момент коммутации вполуобмотке дросселя 2, рассеиваетсяв контуре: полуобмотка дросселя 2,тиристор 7, диод 9 секций первичной5обмотки трансформатора 1. В другойполупериод рассеяние энергии, накопленной в .полуобмотке дросселя 2,осуществляется через диод 10, 10Дальше происходит повторение рассмотренных процессов.Таким образом, при поочередном открывании инверторных тиристоров 7 и8 через первичную обмотку трансформа-. 15тора 1 пропускается переменный ток.Переменное напряжение первичной об".мотки трансформируется во вторичнуобмотку, где выпрямляется тиристорами 2629 и подается на обмотки 26,27 возбуждения, Изменяя фазу открытиятиристоров 28, 29, можно регулироватьвеличину тока в обмотках 26, 27 возбуждения.При повышении питающего напряжения 25срабатывает один из пороговых элементов 22-24, который приводит к выклю"чению соответствующего ключа 19-21,параллельных ветвей коммутирующихконденсаторов, стабилизируя тем самым З 0ток в коммутирующем контуре. 11 орогсрабатывания элемента 22 соответствует, например, уровню питающего напряжения, равного 2700 В, элемента 23 -3300 В, элемента 24 - 4000 В. Эксперименты, проведенные на электровозеВЛ, показывают, что для допускаемого согласно ГОСТ 6972-54 диапазонаизменения напряжения контактной сети2200-4000 В достаточно четырех ступет 4 Оней изменения емкости коммутирующихконденсаторов.Технико-экномическая эффективностьпредлагаемого устройства в сравнениис прототипом заключается в повышенииКПД инвертора примерно на 2 Х за счетснижения в 1,5 раза тока в коммутирующем контуре. Кроме того, появляется воэможность снижения весогабаритных показателей инвертора примерн 50на 207, так как параметры оборудования коммутирующего контура можно выбирать исходя из минимального тока коммутации, который получается приминимально допустимом значении напряжения контактной сети. формула изобретения Автономный инвертор, содержащий пару последовательно включенных между шинами питания фнльтровых конденсаторов, стойку тиристоров, последовательно включенных между этими шинами через обмотку коммутирующего дросселя со средней точкой, выходной трансформатор, первичная обмотка ко торого выполнена с отводом и включена между средней точкой фильтровых конденсаторов и средней точкой указаннрй обмотки дросселя, основную цепочку из последовательно включенных между шинами питания двух комму. тирующих конденсаторов, точка соединения которых подсоединена к средней точке обмотки упомянутого дросселя, пару последовательно соединенных и включенных между шинами питания возвратных диодов, точка соединения которых подключена к указанному отводу, а также блок управления тиристорамн, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД и улучшения массогабаритных показателей при переменных параметрах питающей сети, он снабжен и управляемыми ключами, и дополнительными цепочками конденсаторов, выполненными и включенными между шинами питания аналогично указанной основной цепочке, и и числом пороговых элементов с последовательно-нарастающими уровнями срабатывания, входами подключенных к выходу введенного датчика напряжения йитания, причем точка соединения конденсаторов каждой последующей дополнительной цепочки слединена с точкой соединения конденсаторов предыдущеЦ цепочки через соответствующий управляемый ключ, а первая дополнительная цепочка аналогично соединена с основной цепочкой, причем выход каждого из пороговых элементов подключен к управляющему входу соответствующего управляемого ключа.