Трехфазный последовательный инвертор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 07.02.83. Бюллетень5 Дата опубликования описания 17.02.83пю дезам нэобретеиий и еткрытий(72) Авторы изобретения Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) и Всесоюзньй научно-,исследовательский, проектно-конструкторский.и технологический институт электросварочного оборудования(54) ТРЕХФАЗНЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР 1Изобретение относится к преобразователям энергии постоянного тока в энергию переменного тока повышенной частоты.Известны преобразователи, выполненные по различным схемам инверторов напряжения - параллельные инверторы, 5 последовательные инверторы, инверторы с высокочастотной коммутацией, инверторы с импульсной коммутацией и др. 11. Для получения повышенной частоты преобразования широко используются последовательные резонансные инверторы, в которых благодаря применению последовательного резонансного контура ток управляемого вентиля в течение всего интервала проводимости изменяется во вре мени по колебательному закону. Важными достоинствами последовательных резонансных инверторов, делающими перспективным их применение на повышенных частотах, являются относительно небольшая скорость нарастания анодного тока в управляемых вентилях и возможность получения большого времени запирания управляемых вентилей за счет удлинения пауз между запускающими импульсами управ 2ления, Для получения трехфазной системы токов и напряжений, а также для получения большой мощности в нагрузке используются трехфазные последовательные инверторы 2.Недостаток схем трехфазных последовательных инверторов - низкое качество выходного напряжения (существенное отличие от синусоидальной формы), а также ограниченная область применения.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является трехфазный последовательный инвертор, содержащий трехфазный вентильный мост с тремя коммутирующими дросселя ми и коммутирующими конденсаторами в диагонали переменного тока, подключенный к входным зажимам через фильтровые дроссели, а также содержит последовательно включенные в цепи постоянного тока разделительные конденсаторы и трехфазную нагрузку. Данная схема позволяет получить переменный ток повышенной частоты при относительно небольших скоростях нарастания анодного тока в управляемых вентилях, а также возможность поддержания достаточно большого угла запирания5 0 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 управляемых вентилей при изменениях нагрузки в широких пределахЯ.Недостаток известного устройства прежде всего низкое качество выходного напряжения (существенное отличие от синусоидальной формы), что обусловлено следующими обстоятельствами: при работе любой из пар управляемых вентилей ток перезаряда коммутирующих конденсаторов протекает через соответствующие фазные нагрузки только в одном направлении. Причиной тому является несимметричность схемы инвертора относительно нагрузки. Кроме того, у устройства-прототипа ограниченная область применения вследствие того, что нагрузка м. б. включена только по схеме звезда с нулевым проводом.Цель изобретения - улучшение формы кривой выходного напряжения.Поставленная цель достигается тем, что трехфазный последовательный инвертор, содержащий трехфазный тиристорный мост с коммутирующими конденсаторами в диагонали переменного тока и тремя коммутирующими дросселями, включенными песледовательно с соответствующими ветвями моста, соединенными с входными выводами через соответствующие фильтровые дроссели, а также три разделительных конденсатора, одни обкладки которых подключень к точкам соединения фильтровых и коммутирующих дросселей, а другие - к трехфа зной нагрузке, снабжен тремя дополнительными разделительными конденсаторами, соединенными последовательно с основными разделительными конденсаторами, причем каждая пара указанных конденсаторов подключена параллельно соответствующей ветви моста.Благодаря наличию дополнительных разделительных конденсаторов ток пере- заряда коммутирующих конденсаторов проходит через соответствующие фазные нагрузки в обоих направлениях. Следовательно, существенно повышается качество выходного напряжения, в частности его синусоидальность.Кроме того, трехфазная нагрузка, подключаемая к диагонали переменного тока трехфазной мостовой схемы разделительных конденсаторов, может быть сое. динена по любой схеме (либо треугольником, либо звездой) . Это обстоятельство значительно расширяет область применения инвертора.На чертеже показана схема трехфазного последовательного инвертора.Трехфазный последовательный инвертор содержит трехфазный вентильный мост 1 с тремя коммутирующими дросселями 2 - 4 и коммутирующими конденсаторами 5 - 7, которые включены в диагонали переменного тока моста.Вентильный мост подключен к входным зажимам через фильтровые дроссели 8 - 13 и содержит последовательно включенные в цепи постоянного тока разделительные конденсаторы 14 - 16 и трехфазную нагрузку 17. В цепь постоянного тока включены дополнительные разделительные конденсаторы 18 - 20, соединенные с разделительными конденсаторами 14 - 16 по трехфазной мостовой схеме, подключенной параллельно трехфаз ному вентильному мосту, выполненному на тиристорах 21 - 26, к диагонали постоянного тока.Трехфазная нагрузка подключена к диагонали переменного тока трехфазной мостовой схемы разделительных конденсаторов,Устройство работает следующи м образом.При подключении к источнику питания происходит заряд разделительных 14 - 16 и дополнительных разделительных конденсаторов8 - 20 через фильтровые дроссели 8 - 13. Поочередно открываются пары тиристоров в следующей последовательности: 21, 25; 21, 26; 22, 26; 22 - 24;23, 24; 23, 25; 21, 25 и т. д,Происходит переразряд коммутирующих конденсаторов 5 - 7 по колебательному закону в контурах, содержащих коммутирующие дроссели 2 - 4, разделительные конденсаторы 14 - 16, нагрузку 17 и дополнительные разделительные конденсаторы 18 - 20. В установившемся режиме напряжение на коммутирующих конденсаторах 5 - 7 является знакопеременным, периодическим во времени. В каждой фазе нагрузки 17 протекает только переменная составляющая тока перезаряда коммутирующих конденсаторов 5 - 7, частота которой определяется частотой работы тиристоров 21 - 26. Форма напряжения на нагрузке знакопеременная, близка к синусоидальной,Формула изобретенияТрехфазный последовательный инвертор, содержащий трехфазный тиристорный мост с коммутирующими конденсаторами в диагонали переменного тока и тремя коммутирующими дросселями, включенными последовательно с соответствующими ветвями моста, соединенными с входными выводами через соответствующие фильтровые дроссели, а также три разделительных конденсатора, одни обкладки которых подключены к точкам соединения фильтровых и коммутирующих дросселей, а другие - к трехфазной на грузке, отличающийся тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного напряжения, он снабжен тремя дополнительными разделительными конденсаторами, соединенными последовательно с основными разделительными конденсаторами, причем каждая пара конденса995233 торов подключена параллельно соответствующей ветви моста.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Бедфорд Б. и др, Теория автономных инверторов, М., Энергия, 19 б 9. 62, Беркович Е. И. и др. Тиристорныепреобразователи высокой частоты, Л.,Энергия, 1973. 3. Авторское свидетельство СССР558364, кл. Н 02 М 71515, 1974.тор И. Коваль615/41ВНИ Ре За Составитель И.к Техред И. ВересТираж 685И Государственного комделам изобретений иМосква, .Ж - 35, РаушскаП Патент, г. Ужгород,ИПпо113035,лиал ПП ЖеребинаКорректор А. ДзяткоПодписноеи тета СССРоткрытийя наб., д. 4/5ул. Проектная, 4