Трехфазный инвертор тока

(59 Н 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1, Бернштейн А,Я, и др. Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе. М., Энергия, 1980, с. 295-302.2. Аракелян А.К. и др. Вентильный электропривод с синхронным двигателем и зависимым инвертором, М., Энергияр, 1977, с. 26.3, Ривкин Г.А. Преобразовательные устройства. М., Энергия, 1970, с, 241, рис, 10-43 а.(54)(57) 1 . ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР содержащий подключенный к входн водам трехфазный вентильный мост воды переменного тока которого с ны с фазными выходными выводами, каждое плечо состоит из последоваЯО 1064400 А тельно соединенных отсекающего диода и тиристора, соединенного с первым индуктивным элементом, а такжеконденсатора.и последовательной цепочки иэ дополнительного диода ивторого индуктивного элемента, о т "л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью упрощения и повышения надежности путем облегчения токового режимасиловых вентилей, в качестве первого и второго индуктивных элементовиспользованы соответственно первичные и вторичные обмотки трансформаторов, тиристоры каждого плеча подключены к фазному выходному выводуи соединены с одной первичной обмоткой трансформатора данной фазы, при- ЕСчем указанный дополнительный диодв каждом плече включен в прямомнаправлении и совместно с вторичнойобмоткой одного траноформатора другойфазы шунтирует отсекающий диод,параллельно которому подключен кон-. фденсатор,врой10 б 4400 дополнительных коммутирующих тиристоров, которые усложняют схему самого инвертора и схему его управления.Кроме того, переключение тиристоров5 связано с дополнительными потерямимодности из-эа необходимости переполюсовки напряжения на запирающихконденсаторах при их заряде и повышением требований к тиристорам по10 их максимально допустимому рабочемутоку иэ-эа протекания через каждыйиэ них суммы токов - тбка нагрузкии тока перезаряда запирающего конденсатора,15 Дель изобретения - упрощение инвертора и повышение надежности путем облегчения токового режима силовых вентилей,Укаэанная цель достигается тем,что в трехфаэном инверторе тока, содержащем подключенный к входным выводам трехфазный вентильный мост, ваводы переменного тока которого связаны с Фазными выходными выводами, а :25каждое плечо состоит из последовательно соединенных отсекающего диода итиристора, соединенного с первым индуктивным элементом, а также конденсатора и последовательной цепочки изе дополнительного диода и второго инщЗО.дуктивного элемента, в качестве первого и второго индуктивных элементовиспользованы соответственно первичные и вторичные обмотки трансформаторов, тиристоры каждого плеча подклю 35 чены к Фазному выходному выводу исоединены с одной первичной обмоткой трансформатора данной Фазы, причем укаэанный дополнительный диодв каждом плече включен в прямом4 Ц направлении и совместно с вторичнойобмоткой одного трансформатора другой Фазы шунтирует отсекающий диод,параллельно которому подключен конденсатор,45 Последовательно с дополнительнымидиодами плеч, соединенных с одним фаз 2. Инвертор тока по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что последовательно с дополнительными диодами плеч, соединенных с одним разным выводом, зключены вторичные. обмотки трансформаторов, первичные обмотки которых зашунтированы встречными диодами и включены между тиристорами и отсекающими диодами соответствующих одноименных плеч, соединенных с другим Фазным выходным выводом, причем начала обмоток каждого плеча подключены к точке соедине" Изобретение относится к .электротехнике и может быть использовано дпя.тиристорных преобразователей частоты (ТПЧ) в вентильном электро- приводе.Известны ведомые по ЭДС синхронного двигателя .(ЯД) зависимые инверторы тока ТПЧ с естественной коммута цией вентилей инвертора по ЭДС, развиваемой СД 11Однако при малых скоростях вращения СД, например при их пуске и разгоне, естественная коммутация вентилей этих инверторов из-за малой величины ЭДС СД не может быть обеспе чена.Известен ведомый по ЭДС СД зависимый инвертор тока со смешанной ком мутацией вентилей, переводимый при пуске и разгоне СД с помощью специальных устройств пусковой автоматики в режим принудительной (искусствен-, ной) коммутации 2.Необходимость в дополнительных устройствах пусковой автоматики ус. ложняет схему управления.Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности является автономный инвертор с принудительной нонентильной коммутацией, осуществля мой с помощью запирающих конденсаторов, дополнительных коммутирующих тиристоров, дросселей и диодов. Инвертор может быть использован как ведомый по ЭДС СД зависимый ин" вертор для управления вентильным электроприводом и обеспечивать при этом смешанный режим коммутации вен тилей инвертора,. а при разгоне СД - плавный переход от режима принудительной коммутации к режиму естеств венной коммутации по ЭДС СД без при менения дополнительных устройств пусковой автоматики (.3 ).Недостатком известного инвертора является то, что принудительная коммутация осуществляется с помбщью ния встречного диодас конденсатором.3. Инвертор тока по и. 1:, о т л и ч а ю щ и. й с я тем, что последовательно с дополнительными диодами плеч, подключенных к одному фазному выводу, включены вторичные обмотки одного трансформатора, а другой фаэный выходной вывод соединен с соответствующими ему плечами моста через первичную обмотку указанного трансформатора, причем начала всех обмоток подключены к соответствующим тиристорам,ным выводом, включены вторичные обмотки трансформаторов, первичные обмотки которых зашунтированы встречнымидиодами и включены между тиристорамии отсекающими диодами соответствующих одноименных плеч, соединеннык.с другим фаэным.выходным выводом, причем начала обмоток каждого плечаподключены к точке соединения встречного диода с конденсатором.Последовательно с дополнительными 10диодами плеч, подключенных к одномуФазному выводу, могут быть включейывторичные обмотки одного трансформатора, а другой фаэный вывод соединенс соответствующими ему плечами моста через первичную обмотку укаэанноготрансформатора, причем начала всехобмоток подключены к соответствующимтиристорам.На фиг, 1 и 2 изображены схемытрехфазного инвертора тока, вариантыТрехфазный инвертор тока (фиг. 1)состоит иэ катодной группы тиристоров 1 - 3, анодной группы тиристоров 4 - б, запирающих тиристоры катодной группы конденсаторов 7 - 9,запирающих тиристоры анодной группыконденсаторов 10 - 12, отсекающихдиодов 13 - 15 в цепях рабочих токов тиристоров катодной группы, отсекающих диодов 16 - 18 в цепях рабочих токов тиристоров анодной группы,дополнительных диодов 19 - 21 в цепях заряда запирающих конденсаторовв катодной группе, дополнительныхдиодов 22 - 24 в цепях заряда запирающих конденсаторов в анодной группе, трансформаторов 25 - 27 зарядазапирающих конденсаторов катоднойгруппы, первичные обмотки каждогоиэ которых шунтированы встречными 40диодами 28 - 30 и трансформатбров 3133 заряда запирающих конденсаторованодной группы, первичные обмоткикоторых шунтированы встречными диодами 34 - 36. К выходным выводам 45инвертора 37 - 39 подключены выводы трехфазной нагрузки 40, например фазные обмотки синхронногодвигателя,Инвертор по фиг, 2 имеет три 50трансформатора 41 - 43, первичныеобмотки которых включены между па"рами тиристоров и выходными выводамиа две вторичные обмотки каждоготрансформатора включены в цепи заряда запирающих конденсаторов,Трехфазный инвертор тока (Фиг.1),работает следующим образом.В начале пуска СД, пока малы ЭДС,развиваемые в обмотках СД, переключение тиристоров происход тза счет 60напряжений, до которых заряжаютсяконденсаторы 7 - 12. Пусть при этомв какой-то момент времени открытытиристоры 4 и 2. Конденсаторы 11и 9 заряжены, Их заряд прошел при 65 открывании тиристоров 4 и 2, так как первичные обмотки трансформаторов 31 и 26 их заряда .включены в собственные цепи рабочих токов этих тиристоров. При этом вторичные обмотки трансформаторов 31 и 26 и диоды 23. и 21 в цепи заряда запирающих конден саторов 11 и 9 включены таким образом, что напряжение заряда запирающего конденсатора 11 приложено плюсом к катоду диода 17 в собсговенной цепи рабочего тока тиристора 5, а напряжение заряда запирающего конденсатора 9 приложено минусом к аноду диода 15 в собственной цепи рабо" чего тока тиристора 3.При отпирании очередного тиристора 3 происходит заряд запирающего конденсатора 7, а напряжение конденсатора 9 оказывается приложенным через собственную цепь рабочего тока тиристора 3 и нагрузку к тиристору 2, минусом - к его аноду, плюсом - к катоду. Шунтирующий диод 29 при этом ограничивает величину ЗДС самоиндук- ции трансформатора 26, препятствующую спадению тока в тиристоре 2, Тиристор 2 запирается, а запирающий конденсатор 9 разряжается через источник тока, собственную цепь рабочего тока тиристора 4, нагрузку и собственную цепь рабочего тока тиристора 3. Напряжением запирающего конденсатора 11 осуществляется эапирание тиристора 4 при открывании тиристора 5, С помощью трансформатор, ра 32, по первичной обмотке которого начинает протекать рабочий ток, происходит .дозаряд запирающего конденсатора 12, Аналогичным образом происходит переключение других тирис торов инвертора.Трехфазный инвертор тока по Фиг.2 работает следующим образом.В начале пуска синхронного двигателя, пока малы ЭДС, развиваемые в его обмотках, переключение тиристо ров происходит эа счет напряжений, до которых заряжаются запирающие конденсаторы 7 - 12. Пусть при этом в какой-то момент времени открыты тиристоры 4 и 2. Конденсаторы 11 и 9 заряжены. Заряд конденсатора 11 проходит при открывании тиристора 4, когда нагрузочный ток протекает через первичную обмотку трансформатора 41 в направлении от ее начала к выходу инвертора. Конденсатор 9 заря жен в момент открывания тиристора 2, когда нагрузочный ток через первичную обмотку трансформатора 42 протек, кает в направлении к ее началу. Вторичные обмотки трансформаторов 41 и 42 и диоды 21 и 23 включены так, что напряжение заряда запирающего конденсатора 11 приложено плюсом к катоду диода 17 в собственной цепи рабочего тока тиристора 5, а напря1064400 краж б 87 Подпнсно ИИПИ Заказ 10355/ г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лиал ППП "Пате жение заряда запирающего конденсато- ра 9 приложено минусом к аноду диода 15 в собственной цепи рабочего тока тиристора 3.При отпирании очередного,тиристора 3 начинает протекать ток через пер 5 вичную обмотку трансформатора 43 и заряжается запирающий конденса. тор 7, Напряжение конденсатора 9 через собственную цепь рабочего тока тиристора 3, первичную обмотку транс О форматора 43 и нагрузку прикладывается к тиристору 2, минусом - к его аноду, плюсом - к катоду. Тиристор 2 запирается, а запирающий конденса. тор 9 разряжается через источник 5 тока, собственную цепь рабочего тока тиристора 4, нагрузку и собственную цепь рабочего тока тиристора 3. ЭДС самоиндукции трансформатора 42, препятствующая спаданию тока в тиристоре 2, ограничена, так как запас энергии трансформатора 42 при этом расходуется на заряд запирающего конденсатора 12. Напряжением запирающего конденсатора 11 осуществляется эапирание тиристора 4 при открывании тиристора 5. С помсщью трансформатора заряда 42, по первичной обмотке которого начинает протекать ток происходит дозаряд за 1пирающего конденсатора 12. Аналогичным образом происходят переключениядругих тиристоров инвертора.Напряжения, до которых заряжаютсязапирающие конденсаторы, определяются величиной тока, задаваемого отисточника тока и интервалом проводимости тиристоров инвертора, В,начале разгона синхронного двигателя,пока инвертор работает на низкойчастоте, напряжения,докоторых заряжаются запирающие конденсаторы,ограничены, так как насыщение . трансформаторов заряда происходит за время, меньшее интервала проводимоститиристоров, С ростом скорости вращения синхронного двигателя, а значитчастоты и амплитуды его фаэных ЭДСстановится возможной естественнаякоммутация тиристоров по ЭДС синхронного двигателя, а интервалы проводимости тиристоров уменьшаются. Этоприводит к сокращению времени заряда конденсаторов и уменьшению напряжений, до которых они заряжаютсяавтоматически осуществляется переход инвертора в режим естественнойкоммутации по ЭДС синхронного двига 1теля,