Автономный инвертор

О П И С А Н И Е п) 81460 Союз Советских Сониэлистических Республик(22) Заявлено 17.05,79 (21) 2766533,2 с присоединением заявки ЛЪ -(51) М. Кл.Н 02 М 7 Гасударственный кемите ссср Вф делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 53) УДК 621.314.572аявцтсл ел энергети АН МолкиоерцетикиССР 4) АВТОНОМНЫИ ИНВЕРТОР Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в преобразователях, работающих ца индуктивную нагрузку, например на асинхронный двигатель.Известно устройство защиты от перенапряжений вентильного преобразователя, содержащее вспомогательный выпрямительцый мост, к зажимам постоянного тока которого подключены накопительный конденсатор и разрядный резистор, а к зажимам переменного тока точки последовательного соединения резисторов и конденсаторов КС-цепочек, которые включены между фазами преобразователя 1). Накопительный конденсатор и разрядный резистор поглощает энергию перенапряжений сети.1 хС-цепочки поглощают энергию, накопленную в индуктивности питающей сети при восстановлении запирающих свойств вентилей.Применение такого устройства в преобразователях с управляемыми вентилями с двухступенчатой коммутацией, работающих на двигатель, приведет к появлению 1.С-контуров, в которых будут возбуждаться колебательные процессы, что снизит коммутационную устойчивость преобразователя.Известен автономный инвертор с двухступенчатой коммутацией, содержащий трехфазный рабочий мост на управляемых вентилях, два коммутирующих управляемых вентиля, три коммутирующих конденсатора, включенные между выходом рабочего моста н точкой соединения коммутирующих вентилей, ц ограничитель коммута:,ионны.; перенапряжений, включающий неуправляемый мостовой выпрямитель, нагруженный на накопительный конденсатор.Полюса неуправляемого выпрямителя соединены через активно-цндуктивные цепи с разноименными полюсами рабочего моста г 2)Недостатками известного автономногоинвертора являются низкая коммутацион- :5ная устойчивость, а также высокие уровни напряжений, на которых происходит ограничение коммутационных перенапряжений, что является следствием отсутствия демпфирования колебательных процессов на втором этапе искусственной коммутации при переходе тока нагрузки из одной фазыв другую.Известен также автономный инвертор13), содержащий гп-фазный тиристорный мост, выводы переменного тока которого соединены с соответствующими выводами переменного тока гп-фазного диодного моста через коммутирующие конденсаторы, а 30 также два коммутирующих тиристора.Целью гзобрс-.си 1 я является повышениепадежиости за счет повышения коммутациОццой устойчивости и сиияссппя 1 сомм 1 тационцых перенапряжений.Эта цель достигается тем, что автономный инвсртор снабжсп демпфирующим резистором, подключенным к выводам постоянного тока диодного моста, связаицым содцоимепными выводами постояпного токатиристорцого моста через коммутирующиетиристоры, включс 1 шыс согласно с диодами,Ввсдеиис дсмпфирующего резисторапозволяет демпфировать колсбательцыепроцессы, что даст возможность увеличитьемкость коммутиру 1 ощих конденсаторов, иснизить величину коммутационцых перенапряжений, а также повысить коммутационную устойчивость инвертора. Дсмпфцрующий резистор вводится в цепь коммутирующих конденсаторов через диодный мост,включенный между коммутируюп 1 ими тирцсторами, что позволяет отсекать этот резистор в момент перезаряда коммутирую 1 цихконденсаторов от контура перезаряда, чтоустраняет потсри в этом резисторе.На че 1 тскс показаиа п 1 ипципиа,1 ьпа 51схема автономного ицвсртора.Устройство вкл 1 очает управлясмыс всцтили (тиристоры) 1 - 6, образующие мост 7,коммут 51 руОщие управлясмыс вентили (чристоры) 8 - 9, диодный мост 10, иагжецный иа дсмпфцрующий резистор 11собранный на диодах 12 - 17, коммутируюТцис конденсаторы 18 - 20, включени 1 с мскду выводами переменного тока тиристорного и диодого мостов.Выводы постоянного тока диодиого мо.ста сосдинеиы с одноимс 1 шыми выводамитиристорцого моста через коммутирующиетиристоры 8 - 9, включеппыс согласно сдиодами. Нагрузкой автономного и 1 всртораявляется асипхроциый элсктродв 1 гатсль 2с обмотками 22 - 24 статора.Лвтономный ипвсртор работает следующим образом.Пусть в начальный момент врсмсип о 1 крыты тиристоры 1 и 2 рабочего моста иток протекает по цепи - тиристор 1обмотка 22 - обмотка 24, тирцстор 2. Приэтом коммутирую 1 цпе конденсаторы 18 - 20заряжены с полярностью, показанной пачертеке без скобок. Для очередной коммутации подается уп 1 авляОИ 1 ий импульс накоммутирующий тиристор 8. Под 1 сйств 1 Смпредкоммутациоцпого цапрякения па конденсаторе 18 тиристор 1 запирастся, и ток,протекающий через открытый тиристор 8,пачцст перезаряжать коммутирующис кон.децсаторы 18 - 20, подготавливая их дляпоследующей коммутации по трем следую.щим цспям; а) тиристор 8 - диод 2 - конденсатор 18 - обмотка - 22 - обмотка24 - тпристор 2, б) - тиристор 8 - диод - 13 - конденсатор 19 - обмотка23 - обмотка 24 - тпристор 2; в тири. стор 8 - д юд 14 - конденсатор 20 - тиристор 2.На этом этапе ток через демпфирующийрезистор 1 Ие протекает, так как диоды 5 5 - 17 закрыты.По окончании псрезаряда коммутирующих конденсатороь 18 - 20 (полярность указана в скобках на чертеже) до задапного уровня подается управляющий импульс ца тиристор 3.Г 1 од действием цапрякения иа коня"исаторе 19 тиристор 8 запирается, а начинастся второй этап искусствсниой коммутации, характеризующийся колебательным процессом перехода тока из обмотки 22 статора в обмотку 23.Этот переход тока происходит следующим образом, в момент отпирания тиристора 3 ток в обмотке 23 це может увеличиться скачком, поэтому часть тока, протекающего через ти 1 истор 3, проходит по цепям: тиристор 3 - обмотка 23 - обмотка 24 - тиристор 2, а другая часть тока проходит по контуру - тпристор 3 - диод 16 - резистор - 11 - диод 12 - конденсатор 18 - коыденсатор 19 - обмотка 22 - обмотка 24 - тиристор 2. Колсбательпый процесс, возникающий и таком контуре, содержащем емкост 11 и иидуктивности, благодаря наличию дсмпфируюп 1 го резистора 11, будет затухающим. Процесс заканчивается полным переходом тока в контур тиристор 3 - обмотка 23 - обмотка 24 - тирпстор 2.Последующее включение тиристоров мо" ста происходит аналогично описанномупрсщсссу в порядке нумерации вентилей с поочерсдным участием коммутирующих тиристоров 8 - 9. 1 олебатсльпы 1 процесс перехода тока описывается диффсрспциальпь 1 м уравнением второго порядка, для которого иаименьшсс зпачеиис комхугациоиных псреиапряжсний достигается при величине сопротивления дсмпфируюшсго резистора 11, равной 0,6 - 0,8 величины характеристического сопротивления контура, образованного одним коммутиру 10 И 1 им конденсатором и одной обмоткой статора.Д;1 я сипжсп и 51 улоция ком мут 11 циоппыхперс 11 апрякений и повышения коммутаци- О оицой устойчивости величина емкости коммутиу 10 щих 110 пдс 1 СатоОБ до;жпа 1 ыоираться наибольшей. В данном устройстве величина этой емкости увеличена благодаря введению дсмпфирующего резистора.66 Однако величина этой емкости ограничсиасверху условиями рсзоцаисиого самоьозбукдепия и пс должна превышать значения, при котором собственная частота указациого коитура лсжит ппжс. зпачсии 51 ча стоты 5 - 7-й гармоники выходцого папряжсиия ицвсртора. Формула пзобрсгсиияЛвтоиомпый инвс 1 х 101, содержащий 66 и-сазць 1 й тиристорпый мост, выводы псрс811460 ставитель И. ЖеребииаТекрсд Р. Беркович Редактор Петрова Корректор Л, Слепая каз 1436 Изд.82 Тираж 49 ВНИИПИ Государственного комитета СССГ по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж.35, Раугпская наб., д. 45одписиое горская типографии Уириолигрсф здата Мособлисполком: менного тока которого соединены через коммутирующие конденсаторы с соответствующими выводами переменного тока гп-фазного диодного моста, а также два коммутирующих тиристора, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен демпфирующим резистором, подключенным к выводам постоянного тока диодного моста, связанным с одноименными выведами постоянного тока тиристорного моста через коммутирующие тиристоры, включенные согласно с диодами. 6 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР466584, кл. Н 02 М 1/18, 1973. 2. ЭП Реферативный научно-технический сборник Преобразовательная техника М., 1976,10 (8) С. М, Гардюшкин и др. Мощные преобразователи частоты для асинхронной машины 3500 квт, 6 кв.3. Патент Франции2255739, кл. Н 02 М /515, 1975.