Тиристорный инвертор с нулевымвыводом первичной обмотки трансформатора

Сеез Советских Се 1 иалистических РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ оо 830620 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЗЬСТВУ(51)М Клз Н 02 М 7/515 Государственный комитет СССР но делам изобретения и открытий(23) Приоритет Опубликовано 15,05,81, Бюллетень Й 9 18 Дата опубликования описания 15. 05. 81(72) Лвторы изобретения ИностранцыХанс Дрессель, Герд Богедале, Йоахим Фехн Клаус Киллихес УЯОдрезден, приятиештром-Анлаген Иностранное п ЕБ "Отто Бухвитц Шт(71 Заявитель ТИРИСТОРНЫЙ ИНВЕРТО ПЕРВИЧНОЙ ОБМОТКИ НУЛЕВЫМ ВЫВОДОМАНСФОРМАТОРА 2 Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к устройствам для преобразования постоянного напряжения одного уровня, преимущественно в постоянное напряжение другого уровня с гальваническим разделением входа и выхода.при устойчивости к короткому замыканию выходного напряжения. Устройство может применяться, в частности для электропитания в электроэнергетических системах.Известны схемы инверторов, выполненные с двумя тиристорами,которые с заданной тактовой частотой работают на трансфооматор, с которым они связаны по двухполупериодной выпрямительной схеме со средней точкой. Запуск тиристоровпроисходит посредством запускающих импульсов от блока управления.Гашение происходит при запуске дополнительного тиристора,причем гашение обеспечивает обратное на,пряжение коммутирующего конденсатора Щ .Недостаток этих схем состоит в том, что при гашении возникают высокие перенапряжения на активных элементах схемы, на которые они должны быть соответственно расчитаны, а также в том, что при увеличении нагрузки инвертора, в частности при коротком замыкании во вторичной цепи трансформатора, процесс коммутации не гарантирован.Коммутация также не обеспечивается, когда возникает нарушение в системе управления. В случаях, при которых коммутация нарушена и оба тиристора выгорают, возникает короткое замыкание по питанию.Известен также инвертор с коле. -бательным контуром для обеспечения устойчивого при нагрузках постоянного напряжения. Схема собрана на.двух тиристорах, которые соединены последовательно с питающей сетью, причем параллельно к одному тирис О тору подключена схема из последовательно соединенных конденсатора и обмотки трансформатора. Тиристоры запускаются попеременно от блока управления, причем в качестве датчика фактической величины для регулирования напряжения служит вторичное напряжение, или напряжение отдельной обмотки трансформатора.Положительное регулирующее напряже- ЗО ние обеспечивает снижение частотысерий запускающих импульсов для тиристоров в соответствии с величиной этого регулирующего напряжения, а отрицательное регулирующее напряжение приводит к увеличению частоты серий импульсов, за счет чего выходное напряжение стабилизируется на заданном уровне. Ограничение тока короткого замыкания осуществляется пос редством ограничения частоты запуска, которая определяется динамическими свойствами тиристоров. Гашение тиристоров происходит автоматически при понижении протекающего через них тока ниже величины их тока удержания Г 23Недостаток этого инвертора с колебательным контуром состоит в том, что при неточном процессе гашения или при неточном запуске напряжение питания замыкается накоротко через оба тиристора. 20Известна также структурная схема инвертора с нулевым выводом первичной обмотки трансформатора и разделяющими вентилями. Каждое плечо инвертора образовано посредством двух 25 последовательно соединенных разделяющих вентилей, точки соединения которых связаны между собой через конденсатор. Вторичная обмотка трансФорматора образует выход инвертора ГЗ .Недостаток данного инвертора заключается в том, что он обладает малой надежностью в эксплуатации, так как вероятность его опрокидывания достаточно высока и в принципе зависит от нагрузки.Цель изобретения - повышение надежности эксплуатации посредствомуменьшения вероятности его опрокидывания. 40Названная цель достигается засчет того, что тиристорный инверторснабжен вторым конденсатором, которыйвключен последовательно с первыммежду точками соединения вентилейплеч, причем точка соединения конденсаторов присоединена к нулевому выводу первичной обмотки трансформатора,второй вентиль каждого плеча выполнен также управляемым, а к вторичнойобмотке трансформатора присоединендополнительно введенный третий конденсатор.На фиг. 1 приведена принципиальная схема тиристорного инвертора;на фиг. 2 - принципиальная блок-схема системы управления.Принципиальная схема тиристорногоинвертора, представленная на фиг.1,содержит трансформатор 1 с нулевымвыводом (О) его разделенной на две Ячасти 2 и 3 первичной обмотки. Каждоеплечо инвертора образовано тиристорами 4-7 соединенными последовательно по два, а точки соединения этихпар тиристоров связаны между собой через два последовательно соединенных конденсатора 8 и 9, причем точка соединения конденсаторов присоединена к нулевой точке 0 первичной обмотки трансформатора 1. Между нулевым выводом и точкой соединения тиристоров 4 и б обоих плеч включен источник 10 тока, последовательно с которым соединен дроссель 11. Трансформатор 1 снабжен, кроме того, вторичной обмоткой 12 и при необходимости дополнительной обмоткой 13, причем к последней подсоединен дополнительно введенный третий конденсатор 14. На фиг. 2 представлена принципиальнаясхема управления тиристорами инвертора. К вторичной обмотке 12 трансформатора 1 подключен фильтр 15 для выпрямления и фильтрации выходного напряжения, а к нему - регулятор 16, который связан с блоком 17 запуска, выходы которого присоединены к первичным обмоткам импульсных трансформаторов 18 и 19, каждый из которых снабжен двумя вторичными обмотками. Вторичные обмотки импульсного трансформатора 18 подключены к управляющим электородам и катодам вентилей 5 и б, а вторичные обмотки импульсного трансформатора 19 - к управляющим электродам и катодам вентилей 4 и 7.Схема тиристорного инвертора, с точки зрения работы, подразделяется на 4 частичных электрических, контура, т.е. на два контура 4-8-10-11 и 6-9-10-11 заряда и два контура 8-5-2 и 9-7-3 разряда. Передача энергии происходит посредством взаимного заряда и разряда конденсаторов 8 и 9, которые работают на трансформатор 1 с нулевым выводом. Запуск вентилей 4-7 происходит при помощи запускающих импульсов, которые образуются в блоке 17, и через импульсные трансформаторы 18 и 19 подводятся к управляемым вентилям в логически правильном сочетании. Управление контурами заряда и разряда происходит соответственно первый рабочий такт: контур 4-8-10-11 заряда и контур 9-7-3 разряда; второй рабочий такт: контур заряда 6-9-10-11 и контур 8-5-2 разряда.Схема рассчитана так, что перед началом нового рабочего такта предыдущий такт окончен, так что тиристоры гасятся предыдущим рабочим тактом. Регулирование тиристорного инвертора при изменении нагрузки происходит посредством взаимодействия функциональных групп 15,16 и 17.С предлагаемыми тиристорными инверторами возможно существенно повысить надежность в эксплуатации и не допустить потерь в аварийных режйМах, которыеполучились бы при отказе тиристорного инвертора. Кроме того, такой инвертор позволяет вы830620 Формула изобретения 10 5 Составитель Р. МыцыкРедактор Л. Тюрина Техред Е.Гаврилешко Корректор Н. С Тираж 730 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 035, Москва, Ж, Раушаказ 2899/3 Подписноекомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4 илиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектна даватьпостоянное выходное напряжениетакже при больших колебаниях нагрузки. Тиристорный инвертор с нулевым выводом первичной обмотки трансформатора, вторичная обмотка которого образует его выход, причем каждое плечо инвертора образовано двумя последовательно соединенными вентилями, а точки соединения вентилей связаны между собой через конденсатор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью повышения надежности в эксплуатации путем уменьшения вероятности его опрокидывания, он снабжен вторым конденсатором, который включен последовательно с первым между точками соединения вентилей плеч,причем точка соединения конденсаторов подключена к нулевому выводупервичной обмотки трансформатора, ивторой вентиль каждого плеча выполнентакже управляемым, а ко вторичнойобмотке трансформатора подсоединендополнительно введенный третий конденсатор. Источники информации,принятые вовнимание при экспертизе1. Хоффман-Штокер. Справочник потиристорам. Изд-во Сименс ШукертБерлин-Эрланген, 1965, с. 243-250.2. Выложенные заявки ФРГР 2317964 и 2346220, кл. Н 02 М 7/48,3. Чиженко И.М., Руденко В.ССенко В,И. Основы преобразовательной техники. Изд-во "Высшая школа",1974, с251, р.8.23.