Тиристорный инвертор напряжения

Саез Советскк Фпцпапистическтщ Республик(22) Заявлено 14.06,76 (2) св.д-ю 2371483/24-07 5 ) 11. Кл."Н 02 М 7/51 с присоединением заявки М -Гпсуаарственныи кемтат СССР пв деем зебретей) Дата опубликования оп Бюллетень М гсацня 07.03.81(54) ИСТОРНЫ ВЕРТОР НАПРЯЖЕН Изобрс тельной те преобразо менный. Извест в напря высок рокомро но и (в тецие относится к преобразовахнцке, в частности к устройствам вация постоянного тока в лереные схемы тиристорных инвертожения не обеспечивают достаточой устойчивости коммутации вдиапазоне частот и нагрузок Цель изобретения - пчивости коммутации.Эта цель достигатеся тем, что первичная обмотка коммутирующего трансформатора выполнена из двух последовательно соединенных секций, связанных через коммутирующие тиристоры с выводами вспомогательного источника, причем средняя точка первичной обмотки через конденсатор соединена с общим выводом основного и вспомогательного источников питания.На чертеже изображена электрическая схема предлагаемого устройства.Тиристорный ицвертор может быть выполнен по однофазной, трехфазной или многофазцой схемам.В качестве конкретного примера на чертеже показан трехфазный тиристорный инвертор, выполненный по шестиплечной мостовой схеме.Устройство содержит силовые тиристоры 1 и 2, коммутирующие тцристоры 3 и 4, обратный мост на полупроводниковых диодах 5 и б, служащий для рекуперации реактивной энергии нагрузки в сеть, коммутирующие трансформаторы 7 ц конденсаторы 8.Устройство, состоящее из коммутирующих тиристоров, коммутирующего трансформатора и конденсатора и имеющееся в каждой фазе, представляет собой узел коммутации, Его назначение сводится к выключению основных тцристоров импульсами обратного напряжения. Импульсные коммутирующие трансформаторы 7 включены между основцымц тцрцсторами 1 ц 2 каидой фазы своей втозццоЙ обмоткой.Средние точки вторичных обмоток через обратный мост ца полупроводниковых диодах 5 ц б подключены к зажимам цсточццка питания инвсртора. Начало и конец первичных обмоток соединены последовательцо с коммутирующими тцристорами 3 и 4, подключеццын к зажимам источника новыгснцого напряжения Ь В проводяцем направлении. Средние точки первичных обмоток через конденсаторы 8 соединены с отрицательным зажимом источника повышенного цапряжецця. Кроме того, первичные обмотки с целью исключения псрецаз 0 пряжеций ца тцристорах 3 ц 4 зашуцтцро 811457ваны последовательно соединенными полупроводниковым диодом 9 и резистором 10.Нагрузкой инвертора служит трехфазный асинхронный двигатель. Инвертирование напряжения питания осуществляется переключением основных тиристоров ацодной 1 и катодной 2 групп. Выходное фазное напряжение инвертора имеет ступенчатую форму с уровнями соответственно 0; 1/3;12; 2/3 от величины напряжения питания.Период выходного напряжения разбит на 64 интервала. Между включением и выключением тиристоров анодной и катодц групп делается пауза, равная 1/64 периода выходного напряжения, Это необходимо для предотвращения коротких замыканий в моменты коммутации основных тиристоров. Кроме того, для увеличения надежности в моменты припу.дительцой коммутации, когда пацболес велик уровень собственных помех 11 всртора, ца основные тирцсторы, уже ранее включецпыс, соа подаотся ИМ 1 УЛЬСЫ ВКЛЮЧСНИЯ.Существенным моментом в работе инвертора является процесс принудительной коммутации, т. е. процесс выключения основных тиристоров. Особенностью ипвертора является наличие зазора в сердечнике коммутирующего трансформатора. Величина зазора определяется мощностью инвсртора, т, с. величиной тока, потребляемого нагрузкой. Причем зазор рассчитывают так, чтобы магнитная индукция сердечника комм" тиру 1 о 1 гего трансформатора прп максимальном токе нагрузки равнялась примерно половине величины магнитной индукции насыщения материала сердечника.Ниже рассматривают работу узла коммутации для одной фазы инвертора, так как в других фазах процессы идентичны См. фиг. 1). Пусть включен тиристор 1 (тиристор 2 выключен); чтобы его выклочить включается тиристор 3. При этом происходит заряд конденсатора 8 через первичную обмотку 11 коммутирующего трансформатора 7 от источника повышенного напряжения Е, где Е = (2 - ;4). По достижении током заряда конденсатора 8 величины, меньшей тока удержания тиристора 3, последний выключается. Энергия магнитного поля, запасенная в индуктивцости обмотки 11 рассеивается па резисторе 10, йключс 1- ном параллельно первичным обмоткам 11 и 12 через полупроводниковый диод 9. Во вторичной обмотке 13 коммутирующего тиристора цаводится импульсная ЭДС, направленная встречно току нагрузки, что и ппиводит к выключению тристора 1.Импульсная ЭДС обратной полярности наводится также в обмотке 14, что надежно предохраняет тиристор 2 от самовключений во время коммутации тиристора 1. Использование источника повышенного напряжения позволяет получить амплитуду импульса ЭДС, в нссколько раз превосходящую величину напряжения источника 4питания. В результате этого ца все время коммутации к запираемому тиристору при:05 кепо обратное напряжение, что приводит к уменьцени о времени выключения тири стора и увеличению надежности коммутации. Аналогичные процессы сопровождают выключение тиристора 2. Импульсная ЭДС в этом случае образуется за счет разряда конденсатора 8 через обмотку 12 ц откры 1 о тыи тиристор 4.Предлагаемое устройство пмсст следуюцие преимушества.Генератор коммутирующих импульсовмалочувствителен к обратному воздействию 15 силовой цепи.При выключении тиристоров в каждойфазе инвертора импульс обратного напряжения подается одновременцо и на последовательно с ними соединенные тиристоры ацодпой или катодцой групп. Это позволяет увеличить надежность в работе в переходные коммутационные периоды.Для выключения любого силового тиристора достаточно на первичную обмотку коммутирующего трансформатора подать импульс напряжения только одной (полокительной) полярности.Отсутствот Выоросы В кривой выходного напря;кеци 51, так как ток 15 оомотках асинхронного двигателя непрерывен.Фор мул а изобретен и яТирцсторцый ицвертор напряжения, содержащий в каждой фазе два основных тиристора, последовательно соединенных через вторичные полуобмотки коммутирующего трансформатора, перви-шая обмотка которого подсоединена к генератору коммутирующих импульсов, подключенному к вспомогательному источнику питания, отрицательный вывод которого связан с тем же выводом основного источника, о т л и ч а ющийся тем, что, с целью повышения ус тойчивости коммутации, первичная обмоткакоммутирующего трансформатора выполнена из двух последовательно соединенных секций, связанных через коммутирующие тиристоры с выводами вспомогательного 50 источника, причем средняя точка первичнойобмотки через конденсатор соединена с общим выводом источников.5 д Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМо 385380, кл, Н 02 М 5/42, 23.04.71.50 2, Авторское свидетельство СССРХо 350111, кл. Н 02 М 5/42, 06.07.70.3. ЭИ ВИНИТИ, сер. Электрическиемашины и аппараты, 1974, вып, 21, с. 24.4. Японский патент М 21088, кл. 5606,55 оп.бл. 1967.каз 1436 1 сдписи сдактор Т. Иванов ставитсль Г. Вотчице Техред Р. Беркович Изд. М 182 ВНИИПИ Государст по делам изобр 3035, Москва, ЖТираж 74 венного комитета ССС етсний и открытий Раушская наб д. 4/5горская типография Уприолиграфиздата Мособлисполкома