Автономный инвертор напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХасцвламипеиРЕСПУБЛИК 09) (11) 4(51 Н 02 И 7/515 НИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(72) О.Г. Булатов, О.Б, Одынь, С.В. Одынь и И.З, Фурманэк (ПНР) (71) Иосковский ордена Ленина и ор- дена Октябрьской Революции энергетический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 892625, кл. Н 02 И 7/515, 1980.2. Авторское свидетельство СССР В 838971, кл, Н 02 И 7/515, 1979.(54)(57) АВТОНОИНЫЙ ИНВЕРТОР НАЛРЯЖЕНИЯ, содержащий трехйазные мостыосновных тиристоров и обратных диодов, соединенные параллельно и подключенные к клеммам источника питания, однойазный моет коммутирующих тиристоров, анодь 1 которых подсоединены к положительной клемме .источника питания, три коммутирующих трансформатора, две вторичныеобмотки каждого из которых включеныпоследовательно с основными тиристорами соответствующих Ьаз инверто.ра, средние точки этих обмоток соединены с общими точками соответствующей ветви моста обратных диодов и с цепью нагрузки, а первичные обмотки с последовательно включенными распределительными тиристорами образуют три распределительные цепочки, соединенные параллельно между собой и включенные в диагональ постоянноготока однойазного моста коммутирующих тиристоров с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, линейный дроссель и дозарядный тиристор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения путем снижения числа дозарядных 3 тиристоров и линейных дросселей, в него дополнительно введен перезарядный диод, подключенный катодом к положительной клемме источника питания и анодом к одному из выводов линейного дросселя и к аноду дозарядного тиристора, причем другой . вывод линейного дросселя подключен к катодам тиристоров коммутирующего моста, а катод дозарядного тиристора 1 , к отрицательной клемме источника питания.1 11362Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для любого варианта схемы тиристорного инвертора напряжения с однофазной и трехфаэной нагрузкой. 5Известны схемы автономных инверторов напряжения с узлами коммутации основных тиристоров, содержащими общий однофазный тиристорный мост, э диагонали переменного тока которо го включен коммутирующий конденсаТОР 91 Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигае мому результату является схема автономного инвертора напряжения; содержащего трехфазные мосты основных тиристоров и обратных диодов, соединенные параллельно и подключенные к,клеммам источника питания, однофазный мост коммутирующих тиристоров, аноды которых подсоединены к положительной клемме источника питания, три коммутирующих транс форматора, две вторичные обмотки каждого из которых включены последовательно с основными тиристорами соответствующих Лаз инвертора, средние точки этих обмоток соединены 30 с общими точками соответствующей ветви моста обратных диодов и с нагрузкой, а первичные обмотки с последовательно подключенными распределительными тиристорами образуют три распределительные цепочки, соединенные параллельно между собой и включенные в диагональ постоянного тока однофаэного моста коммутирующих тиристорову коммутирующий кон 40 денсатор, включенный в диагональ переменного тока, линейный дроссель и дозарядный тиристор. В данной схеме инвертора осуществляется повентильная коммутация основных тирис торов последОВательиого типа, благо даря которой обеспечивается хороший гармонический состав выходного напряжения, а также жесткость выходной и линейность регулировочной характеристик инвертора 2.Недостаток известного устройст ва заключается в его относительнойсложности, обусловленной наличием относительно большого числа элементов схемы и высокими требованиями, предъявляемыми к конструкции коммутирующих трансформаторов. 82 ЬИелью изобретения является упрощение инвертора путем снижения числадоэарядныхтиристоров и линейныхдросселей и использования болеепростых по конструкции коммутирующих трансформаторов,Поставленная цель достигаетсятем, что в автономный инвертор напряЪения, содержащий трехфазные мостыосновных тиристоров и обратных диодов"соединенные параллельно и подключенные к клеммам источника питания,однофазный мост коммутирующих тиристоров, аноды которых подсоеЛинены кположительной клемме источника питания, три коммутирующих трансформатораве вторичные обмотки каждого из которых включены последовательно с основными тиристорами соответствующихфаз инвертора, средние точки этих .обмоток соединены с общими точкамисоответствующей ветви моста обратных диодов и с цепью нагрузки, а первичные обмотки с последовательноподключенными распределительнымитиристорами образуют три распределительные цепочки, соединенные параллельно между собой и включенные вдиагональ постоянного тока однофазного моста коммутирующих тиристоров,коммутирующий конденсатор, включенный в диагональ переменного тока,линейный дроссель и дозарядный тиристор, дополнительно введен перезарядный диод, подключенный катодомк положительной клемме источника питания и анодом к одному из выводовлинейного дросселя и к аноду доэарядного тиристора, причем другой выводлинейного дросселя подключен к катодам тиристоров коммутирующего моста,а катод дозарядного тиристора - котрицательной клемме источника питания,На фиг. 1 представлена принципиаль- ная схема автономного инвертора напряжения, на фиг.,2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства на интервале коммутации.Инвертор содержит параллельно соединенные трехфаэные мосты основных тиристоров 1-6 и обратньм диодов 7-12 1 подключенные к нагрузке .13, а также однофазный мост коммутирующих тиристоров 14-17 и три коммутирующих транс форматора 18-20, вторичные обмотки 21-26 которых. включены последователь" но основным .тиристорам соответствую82 4определенным значением индуктивности что представляет сложную технологическую задачу. В данном устройстве появляется дополнительная возмозг ность регулирования значения периода Т путем выбора значения. Получить требуемое значение индуктивности для дроссля 34 несравненно проще, чем для коммутирующих трансФорматоров, 18-20, поскольку одновременно не ставится задача обеспечения сильной магнитной связи между обмотками.На первичной обмотке 27 в момент 1 появляется напряжение, равное (без учета падения напряжения в проводящих тиристорах 14, 16 и 30) напряжению на конденсаторе 36. Это. напряжение трансформируется на вторичные обмотки 21 и 24. Коэффициент трансформации у коммутирующих трансформаторов 18-20 выбирается таким. чтобы на их вторичных обмотках появилось напряжение, значение которого больше напряжения источника питания Ц . В этом случае на запираемом основном тиристоре инвертора (в рассматриваемый коммутационный такт это тиристор 1) в момент 1 появляется импульс обратного .анодного напряжения, а ток фазы А 3 переключается на обратный диод 10, благодаря чему напряжение Фазы А 0 изменяет полярность на противоположную практически без задержки относительно начала .,процесса коммутации тиристора 1 (интервал -1. занимает около 1 мкс). Это позволяет обеспечить жесткость внешней и линейность регулировочной характеристик инверто ра. где С - значение емкости коммутирующего конденсатора 36;- значение приведенной кпервичной обмотке 27 индуктивности трансформатора 18;45- значение индуктивности линейного дросселя 34.Из Аормуль следует, что в данном инверторе период Т является Функцией не только значений ь и С , но и 5 значения А . Требуемое время Т в известном устройстве при заданном значении емкости С (это значение определяется необходимой для выключения тиристоров 1-6 энергией, накап" 55 ливаемой в конденсаторе 36) можо обеспечить только изготовлением комВ .момент 15 производят отпирание по цепи управления дозарядного тиристора 35, и начинается процесс дозаряда конденсатора 36 через линейный дроссель 34, доэарядный тиристор 35 и ЕЗ , Наличие источника напряжения И в данном контуре поз" воляет восполнить, потери энергии в конденсаторе 36, имеющие место наинтервале 1-О В момент 1 ток в конде 36 падает до нуля, тиристо 30 и 35 выключаются, после на вторичные обмотки 21 и стает поступать напряжение заряженного конденсатора 3 мент времени 17 на тиристо нсаторе ры 14, 16, чего24 лерес пере 6 ивмо-. ре 1 устаутирующих трансформаторов со стро 3 11362 щей фазы инвертора, а первичные обмотки 27-29 с последовательно подключенными распределительными тиристорами 30-32 образуют три распределительные цепочки, соединенные параллельно между собой и подключенныев диагональ постоянного тока однофазного моста коммутирующих тиристоров. В эту же диагональ моста включены последовательно соединен- О ные переэарядный диод 33 и линей ный дроссель 34, с общей точкой которых соединен анодом зарядный тиристор,35, а в диагональ переменного тока однофазного моста коммутирую щих тиристоров включен коммутирующий конденсатор 36.Инвертор на интервале коммутации работает следующим образом.Пусть в начальный момент времени2 О открыты тиристоры 1, 3 и 5, а напряжение на коммутирующем конденсаторе 36 имеет положительный потенциал на правой обкладке,В момент времени 1 начинается д процесс коммутации тиристора 1. Для выключения данного тиристора подают отпирающие импульсы управления на тиристоры 14, 16 и 30. После ихотпирания конденсатор 36 начинает перезаряжаться по двум контурам - через линейный дроссель 34 и через первичную обмотку 27 коммутирующего трансформатора 18, причем период пере заряда приближенно (беэ учета резистивных потерь) выражается ФормулойСоставитель В. ЧорбаТехред А.Бабинецедактор И. Николай Корректор И ик Заказ 10299/43 ВНИИЛИ Государ по делам изо 113035, ИоскваТираж 646твенного комитета СССретений и открытий,Ж, Рауиская наб.,дписно филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектнаяч 4 навливается напряжение значение которого равно напряжению источника питания инвертора И,Начиная с момента времени 1 в принципе возможна коммутация очередного основного тиристора инвертора. В следующий коммутационный такт сначала осуществляют отпирание тиристоров 15 и 17, а также того распределительного тиристора, который обеспечивает подачу обратного аистиного напряжения на очередной запираемый 136282 бтиристор инвертора. Затем .спустя время задержки 1=- осуществляютотпирание дозарядного тиристора 35.Регулирование интервала 10 поз, воляет, как и в известном устройстве, производить регулирование напряжения на конденсаторе, а значит,.и амплитуды коммутационного тока,что обеспечивает минимальные ком- ,1 О мутационные потери при работе инвертора.на нагрузку с изменяемым значением тока.