Трехфазный инвертор

ОЛ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬ СУЗУ Союз Советскеех Социалистических Ресйублик(22) Заявлено 12.09.77 (21) 2529318/24-07 51) М. Кл нием заявки2 М с присое Государственный квинтет СССР пв делам нзабретвннй н вткрытнйДат бликования описания 15.03.8) ТРЕХфАЗНЫй ЕРТОР Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в качестве автономных источников электропитания.1 звестны схемы трехфазных инверторов тока, выполненные на основе трехфазных 5 тиристорных мостов, содержащих на входе коммутирующие входные дроссели, а на выходе коммутирующие конденсаторы, соединенные в звезду или треугольник. Стабилизация выходного напряжения в них производится различного типа регуляторами, обеспечивающими компенсацию или сброс в цепь питания избыточной реактивной энергии, накопленной в коммутирующих конденсаторах. Наиболее просто обеспечивается сброс избыточной реактивной энергии с помощью 15 обратных диодов (см. например, 1. - ,:4).В основном авт. св.615577 описан трехфазный стабилизированный инвертор тока, стабилизация выходного напряжения в котором обеспечивается с помощью 4-х обратных диодов, два из которых шунтируют входные дроссели, а другие два. диода, соединенные между собой последовательно, подключены ко входным зажимам инвертора,а общей точкой - к нулевой точке коммутирующих конденсаторов, соединенных в звезду 4, По существу технического решения это устройство является наиболее близким к данному изобретению.Недостатком такого инвертора тока является мягкая внешняя характеристика в режиме перегрузки и возможность потери коммутационной устойчивости и срывов инвертирования вследствии потери угла запирания, что ограничивает область их применения, особенно для двигательной асинхронной нагрузки, имеющей большие пусковые токи.Целью изобретения является повышение перегрузочной способности и жесткости внешней характеристики в режимах перегрузки инвертора.Поставленная цель достигается тем, что между выводами постоянного тока инверторного моста включена дополнительная пара последовательно соединенных тиристоров, а точка их соединения подключена к нулевой точке коммутирующих конденсаторов через дополнительно введенный конденсатор.720637зПредложенное решение отличается также тем, что дроссели выполнены с переменной индуктивностью, изменяемой в функцииперегрузок,На чертеже приведена принципиальнаясхема инвертора, которая содержиттиристоры 1 - 8, дроссели 9 - 10, конденсаторы11 - 14 и диоды 15 - 18.Тиристоры 1 - .8 образуют многофазныйвентильный мост, подключенный к входнымзажимам через дроссели 9 н 10, шунтированные обратными диодами 17 и 18. К входнымзажимам моста подключены конденсаторы11 - 14, соединенные между собой в четырехлучевую звезду, нулевая точка которой через обратные диоды 15 и 16 подключена ковходным выводам инвертора, Выходные выводы инвертора образованы выходными выводами моста на тиристорах 1 - 6.Рассмотрим принцип работы устройства.В нормальном режиме работы на тиристоры 1 - 6 подаются поочередно в порядкеих нумерации через 60 эл. град. узкие упр авляющие импульсы, . сдвоенные через60 эл, град. На выходе инвертора формируется трехфазная система напряжений,близкая по форме к синусоидальной, величина которых зависит от запаса реактивнойэнергии в коммутирующих конденсаторах11 - 13, обеспечивающих создание запирающего угла на тиристорах 1 - 6 путем ихмеждуфазовой искусственной коммутации. 4печивающие режим повентильной искусственной комМутации анодных и катодных групп тиристоров 1, 3, 5 и 2, 4, 6 с помощью дополнительного конденсатора 14, отделенного от нагрузки, и, следовательно, не зависящего от величины нагрузки.Допустим, что в момент времени 1=0работают тиристоры 1 н 2 и необходимо вывести из работы (запереть) тиристор 1. Для этого в момент окончания его работы управляющий импульс подается на тиристор 7, 10 при отпирании которого образуется контурзапирания: тиристор 7, конденсатор 14 и 11 и тиристор 1. Под суммой напряжений на конденсаторах 11 и 14 происходит запирание тиристора 1 разрядным током конденсаторов 11 и 14. Дальнейший перезаряд конденисатора 14 происходит по цепи: тиристор 7, конденсатор 14, диод 15, и дроссель 9. Как только конденсатор 14 перезарядится до напряжения противоположной полярности и величина его станет больше входного Ы, тийф ристор 7 запрется, а ток дросселя 9 будетциркулировать через дроссель 9. При снижении нагрузки (не указанной на чертеже) происходит увеличение запаса реактивной энергии, а соответственно, и напряжения на коммутирующих конденсаторах 11 - 14. Однако наличие обратных диодов 15 - 18 обеспечивает сброс избыточной реактивной энергии и стабилизацию напряжения на конденсаторах на уровне входного напряжения. Тем самым, обеспечивается и стабилизация выходного напряжения инвертора в диапазоне номинальных нагрузок 4. В режиме перегрузки, например, при пуске двигательной нагрузки, напряжение на конденсаторах 11 - 13 и угол запирания тиристоров 1 - 6 значительно снижаются, поскольку они обратно пропорциональны величине нагрузки. При этом за счет выхода инвертора из зоны стабилизации (фазовое напряжение на коммутирующих конденсаторах 11 - 13 становится меньше входного), внешняя характеристика инвертора становится мягкой, а угол запирания тиристоров инвертора снижается и может стать меньше допустимого, что приводит к срыву инвертирования,Поэтому, как только инвертор перейдет из зоны номинальных нагрузок с уменьшением напряжения и угла запирания тирис.торов до минимально возможных значений, в работу вступают чиристоры 7 и 8, обеси 30 зя 40 4 50 Следующим, по порядку должен включаться очередной тиристор 3. Его включение можно производить либо одновременно, либо с запозданием относительно момента выключения тиристора 1 и, тем самым, производить широтное регулирование выходного напряжения инвертора. При этом реактивный ток нагрузки будет замыкаться через конденсаторы 11 - 18, осуществляя междуфазовый обмен реактивной энергией,Аналогичным образом будет происходить и повентильная коммутация в режиме перегрузки и всех остальных тиристоров инвертора 1 - .6.Поскольку конденсатор 14 в отличие от конденсаторов 11 - 13 не подключен параллельно нагрузке, а предназначен только для коммутации тиристоров, то величина напряжения на нем ограничена уровнем входного напряжения, мощность его значительно меньше суммарной установленной мощности конденсаторов 11 - 13. Такое самое относится к установленной мощности дополнительных коммутирующих тиристоров 7 и.8.В тех случаях, когда помимо коммутационной усточивоФти и возможности регулирования выходного напряжения инвертора в режимах перегрузки требудгсй и обеспечение жесткой внешней хараКтеристики (например, когда на выходе инвертора помимо двигателей подключены и другие потребители с более высокими требованиями к режиму стабилизации выходного напряжения), входные дроссели 9 и 10 выполняют с пороговой характеристикой, обеспечивающей снижеййейх индуктивйости при перегрузке либо за с 4 ет насыщения магнитопровода, либо за счет каких-либо другиХ мероприя720637 Формула изобретения Состав птел Текред К, Шу ЪФйлг 7 ВЗ Государственного лам изобретений ква, Ж - 33, Рау Патент, г, УжгмцыкКорректор В СиницкаяПодннсвюетета СССРкрытийнаб д. 4/3л. Проектная, 4 Г.Мрнн Редактор Ю,ЧелюкаиовЗавив 0240/45ЦИИИПИпо д113033, Мофилиал ПП П коми и от шская род, у 5тий, позволяющих реализовать ступенчатое регулирование индуктивности указанных дросселей.Сочетание уменьшения индуктивностей входных дросселей 9 - 10 с работой коммутирующих тиристоров 7 н 8 обеспечит устройству режим работы, близкий к инвертору напряжения. При этом роль обратного моста для междуфазового обмена реактивной мощности нагрузки будут выполнять конденсаторы 11 - 13. Тем самым обеспечивается повышение жесткости внешней характеристики инвертора в диапазоне перегрузок.Разумеется в режиме перегрузок, форма выходного напряжения значительно искажается, приближаясь от близкой к синусоидальной (для инвертора тока в диапазоне номинальных нагрузок) к прямоугольной (как у инвертора напряжения), Однако такое временное искажение формы напряжения могут допустить многие потребители. 1. Трехфазный инвертор, по авт. св.615577, отличающийся тем, что, сцелью 6расширения области применения за счет повышения перегрузочной способности и повышения КПД между выводами постоянного тока инверторного моста включена дополФнительная пара поеледовательно соединенных тиристоров, а точка их соединения подключена к нулевой точке коммутирующих конденсаторов через дополнительно введенный конденсатор,2. Трехфазный инвертор, выполненныйпо п. 1, отличающийся тем, что, с целью 10 повышения жесткости внешней характеристики в режимах перегрузки, дроссели выполнены с переменной индуктивностью, изменяемой в функции величины тока перегрузки. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР489186, кл. Н 02 М 7/515, 1975.2. Авторское свидетельство СССР526993, кл. Н 02 М 7/515, 1976.3. Авторское свидетельство СССР547949, кл. Н 02 М 7/515, 1977.4, Авторское свидетельство СССР позаявке2303639/24-07, от 24.01.77.