Автономный инвертор напряжения

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ФОпубликовано 30.10.81. Бюллетень40Дата опубликования описания 05.11,81 по делан нзобретеннй и открытий, осковский ордена Ленин 71) Заявите энергетический(54) АВТОНОМНЪЛ ИНВЕРТОР НА НИЯ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для любого варианта схемы тиристорного инвертора:напряжения с однофазной и трехфазной нагрузкой.По основному авт. св.572884 известна схема инвертора напряжения, содержа щего мост из основных тиристоров, параллельно каждому из которых подключены через двухоперационные тиристоры вторичные обмотки коммутирующего импульсного трансформатора и обратные диоды, однофазный коммутирующий тиристорный мост с коммутирующей 1 С-цепочкой в диагонали переменного тока, к диагонали постоянного тока которого подключена первичная обмотка импульсного трансформатора, а к диагонали переменного тока моста подклю- Л чена цепочка двух встречно-последовательно соединенных вспомогательных тиристо. ров, общая точка соединения катодов которых подключена к отрицательному выводу источника питания (.В данной схеме инвертора регулирова;- фф ние в сторону увеличения амплитуды коле.бательного тока в коммутируюшей цепочке при увеличении тока нагрузки достигаетсяуменьшением интервала времени, в течениекоторого к основному тиристору инверторприложено обратное напряжение. Это непозволяет эффективно использовать указанный иивертор при,изменении величины токав нагрузке более, чем в 2 - 3 раза (такоеувеличение тока нагрузки может возникать,например, в режиме форсированного пускадвигательной нагрузки).Цель изобретения - расширение диапазона изменения тока нагрузки, т,е. обеспечение надежной коммутации тиристоров инвертора в более широком диапазоне нагру.зочных токов инвертора.Поставленная цель достигается тем, чтопараллельно коммутирующему конденсатору подключена цепочка из дополнительногоконденсатора и встречно-параллельных тиристоров или эквивалентного им элемента,например симистора,Подача на симистор управляющего импульса в момент возрастания тока нагрузкивыше некоторой критической величины обеспечивает подключение дополнительного конденсатора к основному коммутирувшему и,следовательно, увеличение суммарной коммутирующей емкости. Так как полное время перезаряда конденсатора в колебательном .С.контуре определяется по формулеТгде К - эквивалентное сопротивление потерь в контуре, то увеличение емкости конденсатора увеличивает время перезаряда, а значит пропорционально ему возрастает и время, предоставляемое каждому из основных тиристоров инвертора для выключения,На чертеже представлена принципиальная схема автономного инвертора.Трехфазный мостовой инвертор с основными тиристорами- 6, шунтированными обратными диодами 7 - 12, и последовательным соединением вторичных обмоток 13 - 18 импульсного трансформатора 19 с двухоперационными тиристорами 20 - 25 работает на трехфазную нагрузку 26 и содержит однофазный мост из тиристоров 27 - 30, к одной диагонали которого подключены коммутирующая цепочка 31 из конденсатора 32 и дросселя 33 и встречно-последовательно соединенные тиристоры 34 и 35, общая точка соединения катодов которых подключена к отрицательной шине питающего напряжения, а к другой диагонали указанного моста подключены первичная обмотка 36 трансформатора 19 и последовательно соединенные резистор 37 смещения и источник питающего напряжения. Параллельно конденсатору 32 подключена цепочка из симистора 38 и дополнительного конденсатора 39. Для автоматнцеского регулирования тока в коммутирующей цепочке 3 и времени, предоставляемого для запирания тиристоров 1 - 6, последовательно с фазами нагрузки введены датчики 40 - 42 тока, которые связаны с системой 43 управления, задающей импульсы управления на коммутирующие тиристоры 20 - -25, 27 - 30, 34, 35 и симистор 38.Инвертор работает следующим образом, Пусть в начальный момент времени (о открыты тиристоры 1, 3 и 5, коммутирующий конденсатор 32 заряжен с положительным потенциалом на правой обкладке, и нужно выключить тиристор 1,Для выключения тиристора 1 в момент (1 подают управляющие импульсы на тиристоры 20, 27 и 30. Конденсатор 32 начинает перезаряжаться по контуру 32 - 33 - 30 - 36 - 27 - 32, а через тиристор 1 проистекает разность тока нагрузки фазы А ви квазисинусоидального тока указанного колебательного контура 1 , приведенного через коэффициент трансформации ко вторичной обмотке 3 трансформатора 19. В момент времени 1 ток 1, становится больше тока Д, разность этих токов начинает протекать через диод 7, а,тирнстор 1 оказывается под обратным напряжением и запирается. Ток 1,достигает максимальной величины,а затем спадает, и в момент (з, до того как этот ток упадет до величины тока 1, подают отпирающий импульс управления на тиристор 35 и запирающий импульс управления на тиристор 20 и он переходит в непроводящее состояние.При включении тиристора 35 весь ток1 переходит в данный тиристор, а тиристор 30 запирается, так как его анод становится более отрицательным, чем катод.10 В момент ( ток спадает до нуля итиристоры 27, 30 выключаются. За интервал времени тэ - Ц происходит подзаряд конденсатора 32 от источника питания до напряжения требуемой величины.Регулируя время задержки импульсов отпирания на тиристор. 35 относительно импульсов отпирания на тиристоры 27 и 30, или, что то же самое, время задержки между отпирающими и запирающими импульсами на тиристор 20 (а в следующую коммутацию время задержки управляющих импульсов на тиристоры 28, 29 и 34), можно изменять величину начального напряжения на конденсаторе 32, а значит и амплитуду тока в коммутирующей цепочке. При этом можно осуществить обратную связь по величине 25 тока нагрузки на систему 43 управлениякоммутирующими тиристорами и, таким образом, автоматически регулировать амплитуду тока в коммутирующей цепочке, т.е.коммутационную способность узла коммутации в зависимости от величины тока нагрузки.Однако широкого изменения амплитудытока в коммутирующей цепочке 31 описанным методом регулирования получить не удается, так как величина тока в коммутиз 5 рующей цепочке достигается путем снижения временного интервала между импульсами отпирания и запирания на двухоперационный тиристор, что снижает время, в течение которого к основному "тиристору прикладывается обратное напряжение. Поэто му, когда датчики 40 - 42 тока нагрузки регистрируют превышение током нагрузки величины, которой соответствует минимально допустимое время обратного напряжения на , основных тиристорах, система управления выдает сигнал на отпирание симистора 38, в результате чего параллельно основному, коммутирующему конденсатору 32 оказывается подключен дополнительный конденсатор 39. Возросшая суммарная емкость увеличивает время перезарядного процесса в 50 коммутирующем .С-контуре и, в частности,время обратного напряжения на основных тиристорах инвертора.Кроме того, при увеличении емкости растет и амплитуда тока в коммутирующей цепочке, так как волновое соп отивление ко- Ы лебательного контура (У= Ц ) уменьшается. Это способствует более надежной коммутации тиристоров инвертора в режиме больших нагрузочных токов.877748 формула изобретения Жеребинас КорректорПодписноекомитета СССР,и открытийская иаб., д, 4/бд, ул. Проектная,Составитель ИТехред А. ВойкТираж 733Государственногоелам изобретенийсква, Ж - 35, РаушПатент, г. Ужгоро нко Таранеико РедакторЗаказ 9638 ВНИИПпо 13035, М иал ППП При регулировании тока в коммутирующей цепочке в области относительно малых его величин импульсы на отпирание симистора 38 снимаются и конденсатор 39 не участ. вует в коммутационном процессе, что препятствует потреблению излишней мощности от источника питания инвертора.Таким образом, управляемое симистором подключение дополнительного коммутирующего конденсатора к основному дает возможность .расширить диапазон коммутируемых токов нагрузки, причем КПД инвертора не снижается при переходе от больших величин тока нагрузки к малым его величинам. Автономный инвертор . напряжения по авт. св.572884, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона изменения. тока нагрузки, параллельно коммутирующему конденсатору подключена цепочка из си. мистора и дополнительного конденсатора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР52884, кл. Н 02 М 7/515, 1977 (прототип).