Автономный инвертор напряжения

2 Н 02 М 7/515 осударственнын комитет овета Министров СССР по делам изобретенийи открытий 53) УДК 621,314.57.77, Бюллетень3 пуоликован опубликования описания 10.09.7 2) Авторы изобретени О, Г, Булатов и С. В, Одынь Московский Ордена Ленина энергетический институт) Заявитель 4) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИ инверторов ают достаривой выИзвестные схемы автономныхнапряжения 1, 2, 31 не обеспечивточно высокого качества формы кходного напряжения,Целью изобретения является устранение указанного недостатка известных схем.Это достигается тем, что к диагонали постоянного тока однофазного мостового узла коммутации тиристорного инвертора подключена первичная обмотка импульсного трансформатора. В другую диагональ моста параллельно с коммутирующей 1.С-цепочкой включено встречно последовательное соединение двух тиристоров, катоды которых подключены к отрицательному зажиму источника питания.Вторичные обмотки импульсного трансформатора включены через двухоперационные тиристоры параллельно силовым тиристорам инвертора. Для автоматического регулирования колебательного тока в коммутирующей цепочке целесообразна установка во всех фазах нагрузки датчиков тока, соединенных с системой управления, выходы которой подключены к управляющим электродам тиристоров узлакоммутации,Достоинством схемы является облегченное запирание двухоперационных тиристоров узла коммутации, поскольку в момент подачи запирающего импульса управления анодный ток через двухоперационный тиристор с помощью внешних переключении спадает до небольшой величины, что существенно увеличивает (практически па порядок, как показало исследование работы двухоперационных тиристоров) 5 коммутирующую способность двухоперациопных .тиристоров и таким образом, значительно возрастет максимальная мощность, коммутируемая узлом коммутации при прочих равных условиях.10 На ориг. 1 представлена принципиальнаясхема предлагаемого инвертора в трехфазном мостовом варианте исполнения с общим узлом повентилыюй коммутации; на фиг. 2 изобр; жены временные диаграммы, поясняющие ра боту устройства в период коммутации.Трехфазный инвертор с силовыми тиристорами 1 - б, шунтированными обратными диодами 7 - 12 и последовательным соединением вторичных обмоток 13 - 18 импульсного транс форматора 19 с двухоперационными тиристорами 20 - 25, работает на трехфазную нагрузку 2 б и содержит однофазный мост из тиристоров 27 - 30, к одной диагонали которого подключены коммутирующая цепочка 31 из 25 конденсатора 32 и дросселя 33 и встречно последовательно соединенные тиристоры 34 - 35, общая точка которых - катод подключена к отрицательной шине питающего напряжения, а к другой диагонали указанного моста подЗ 0 ключсны первичная обмотка Зб трансформа3тора 19 и последовательно соединенные резистор смещения 37 и источник питающего напряжения, Для автоматического регулирования напряжения на конденсаторе 32 последовательно с фазами нагрузки введены датчикитока 38, 39 и 40, которые связаны с системойуправления 41, задающей импульсы па управляющие электроды коммутирующих тиристоров 20 - 25, 27 - 30, 34 и 35.Инвертор работает следующим образом,Пусть в начальный момент времени 1 о открыты тиристоры 1, 3, 5 и напряжение накоммутирующем конденсаторе 32 имеет вид,представленный на фиг, 2 а, При этом праваяобкладка конденсатора 32 имеет положительный потенциал.В момент времени 1, начинается процесскоммутации тиристора 1.Для выключения тиристора 1 подаются управляющие импульсы на тиристоры 20, 27 и30. Конденсатор 32 начинает перезаряжатьсяпо контуру 32 - 33 - 30 - 36 - 27 - 32 (см.фиг. 2 а), а через тиристор 1 протекает разность тока нагрузки фазы А 1 л и тока указанного колебательного контура 1 зь приведенного через коэффициент трансформации ко вторичной обмотке 13 трансформатора 19 (см.фиг. 2 б). В момент времени 1 р ток з становится больше тока разность этих токовначинает протекать через диод 7, а тиристор1 оказывается под обратным напряжением изапирается. Ток достигает минимальной величины, а затем спадает, и в момент 1, до тогокак ток 1 упадет до величины тока 1 подается отпирающий импульс на тиристор 35 изапирающий импульс управления на тиристор 20.11 ри включении тиристора 35 анод тиристора 30 оказывается более отрицательным, чемего катод и тиристор 30 запирается, При этомчерез обмотку Зб трансформатора 19 начинаетпротекать небольшой ток смещения (его величина определяется отношением величин напряжения питания инвертора и сопротивлениярезистора 37) и ток намагничивания трансформатора 19. В обмотку 13 при этом трансформируется также лишь небольшой по величине ток (ток 1 ф на фиг. 2 г). Поэтому условия за пир ания тиристора 20 существенноулучшаются,В момент 14 ток з спадает до нуля и тиристоры 27, 30 выключаются. За интервал времени (г, - 14) происходит подзаряд конденсатора 32 до напряжения требуемой величины,а сердечник импульсного трансформатора спрямоугольной петлей гистерезиса под действием тока смещения перемагничивается доисходного состояния, после чего в принципевозможна следующая коммутация.Регулируя время подачи задержки импульсов отпирания на тиристор 35 относительноимпульсов отпирания на тиристоры 27 и 30или, что то же самое, время задержки междуотпирающими и запирающими импульсами натиристор 20 ( а в следующую коммутацию 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ба время задержки управляющих импульсов на тиристоры 28, 29 и 34), можно изменять вели. чину начального напряжения на конденсаторе 32, а значит и амплитуду тока в коммутирующей цепочке. При этом можно осуществить обратную связь по величине тока нагрузки на систему управления 41 тиристорами 20 - 25, 27 - 30, 34 - 35 и, таким образом, автоматически регулировать амплитуду тока в коммутирующей цепочке, то есть коммутационную способность узла коммутации, в зависимости от величины тока нагрузки,Потенциальная развязка коммутирующей цепочки от силовых тиристоров с помощью импульсного трансформатора и включение параллельно коммутирующей цепочке встречно последовательно соединенных тиристоров, катоды которых образуют общую точку и подключены к отрицательной шине питающего напряжения выгодно отличает предлагаемый инвертор от известных, так как при сохранении минимального количества реактивных элементов обеспечивается повентильная коммутация, а регулирование амплитуды тока в коммутирующей цепочке достигается без дополнительного источника питания. Важно отметить, что снижение анодного тока в двух- операционных тиристорах в момент подачи запирающих импульсов управления дает значительное улучшение условий запирания двух- операционных тиристоров в устройстве, тем самым, способствует возрастанию максимальной мощности, коммутируемой узлом коммутации при прочих равных условиях.Формула изобретенияАвтономный инвертор напряжения, содержащий мост из основных тиристоров, шунтированных обратными диодами, параллельно каждому из которых подключены через двух- операционные коммутирующие тиристоры вторичные обмотки коммутирующего импульсного трансформатора, и однофазный коммутирующий тиристорный мост с коммутирующей 1,С-цепочкой в диагонали переменного тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного напряжения, к диагонали постоянного тока коммутирующего моста подключена первичная обмотка импульсного трансформатора, а к диагонали переменного тока моста подключена цепочка двух встречно последовательно соединенных вспомогательных тиристоров, общая точка соединения катодов которых подключена к отрицательному выводу источника питания.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство Хо 495749, кл, Н 02 М 7/515, 08.02.71.2. Авторское свидетельство350111, кл. Н 02 М 7/515, 1970.3. Доклады Всесоюзного научно-технического совещания Применение тиристорных преобразователей в электроэнергетике, вып. 2, М 1972, с. 284 - 293.