Автономный инвертор напряжения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 1 4 Н 02 М 7/51 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У СВИДЕТЕЛ с зюсзъюа г(54) АВТОНОМНЫЙНИ.Я ИНВЕРТОР НАПР Ф 23 ельскии, п и технолог ого электро ского завод.И.ЛенинаИ.Заброда 4879,38 ьство СССР 7/515, 197 СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Научно-исследовектно-конструкторскиический институт тяжелшиностроения Харьков(57) Изобретение относится к электротехнике и используется для созданиямощного тиристорного инвертора напряжения. Цель изобретения - снижениеустановленной мощности элементов ипотерь. Одна фаза инвертора выполнена на основных тиристорах 1 и 2,коммутирующих тиристорах 6 и 7, обратных диодах 8 и 9, возвратных диодах10 и 11, подключенных к источникампитания 3 и 4 и образует мост. Ком"мутирующая 1.С -цепочка включена вдиагональ переменного тока. Трансформатор возврата (ТВ) 12 избыточнойэнергии содержит три обмотки: пер12 вичную 13, вторичную 14 и дополнительную 15, которые соединены согласно последовательно. Введение дополнительной обмотки 15 ТВ 12 и включение ее последовательно с С -цепоч. кой в диагональ моста способствует более скорому спаданию тока нагрузки до нуля, что обеспечивает сниже 39813ние мощности, рассеиваемой на элементах схемы. Указанный вариант предпоч. тителен при стабильном напряжении источника питания с возвратом избыточнои энергии. В описании приведен вариант, предпочтительный при меняющемся в широких пределах напряжения источника. 2 ил.Изобретение относится к преобразовательной технике и может бьггь использовано для создания мощного тиристорного инвертора напряжения.Целью изобретения является снижение установленной мощности элементови потерь.На фиг. 1 дана схема инверторадля одной фазы с возвратом избыточной энергии в источник питания инвертора (этот вариант предпочтителен, когда напряжение источника питания стабильно или изменяется несущественно); на фиг. 2 - вариантинвертора с возвратом избьггочной 15энергии вовспомогательный источник(этот вариант предпочтителен, когданапряжение источника питания изменяется в широких пределах).Ветвь основных тиристоров 1 и 2 20образует одну из фаз инвертора.Крайние точки ветви тиристоров 1 и 2подключены к источникам 3 и 4 питания. Между средней точкой ветви основных тиристоров и средней точкой 5источников включена нагрузка 5. Ветви коммутирующих тиристоров 6 и 7обратных диодов 8 и 9 и возвратных диодов 10 и 11 также крайними точками подсоединены к источникам 3 и 4 30питания. Трансформатор 12 возврата избыточной энергии содержит три обмотки: первичную 13, вторичную 14 и дополнительную 15. Все обмотки соединены между собой согласно последовательно,Кроме того, первичная обмотка 13 включена между средними точками ветвей тиристоров 1 и 2 и обратных дисдов 8 и 9; вторичная обмотка 14 вклю. 40 чена между средними точками ветвей обратных диодов 8 и 9 и возвратных диодов 10 и 11; дополнительная обмот ка 15 вкпючена последовательно с ком. мутирующими дросселем 16 и конденсатором 17 между средними точками ветвей тиристоров 1 и 2 и коммутирующих тиристоров 6 и 7,Устройство ,фиг. 1) работает следующим образомПусть тиристор 1 включен и проводит ток нагрузки, коммутирующий конденсатор 17 заряжен (фиг,1). Для коммутации тиристора 1 включается коммутирующий тиристор 6. При этом начинается разряд коммутирующего конденсатора 17 по цепи: коммутируюпплй конденсатор 17 - коммутирующий дроссель 16 - дополнительная обмотка 15 трансформатора 12 - основной тирис - тор 1 - коммутирующий тиристор 6 коммутирующий конденсатор 17Падение напряжения на дополнительной обмотке 15 транформируется в первичную 13 и вторичную 14 обмотки, Когда трансформируемое напряжение на обмотках 13 и 14 превысит напряжение источников 3 и 4 питания, откроется возвратньпл диод 11 и по цепи: вторичная обмотка 14 - первичная обмотка 13 - тиристор 1 - источники 3 и 4 - .воздушный диод 11 - вторичная оомотка 14 потечет ток, трансформируемьпл из кокчутирующего контура. Коммутационный и трансформированный токи протекают встречно току нагрузки в тиристоре 1 так, что суммарньпл ток в тиристоре 1 спадает до нуля и тристор 1 запирается.После этого коммутационный ток разветвляется на два контура. Один контур проводит ток нагрузки; нагрузка 5 - источник 3 - коммутирующий тиристор б - коммутирующий конденсатор 17 - коммутирующий дроссель 16 - дополнительная обмотка 15 - на 1239813грузка 5, В другом контуре протекаетизбыток коммутационного тока: коммутирующий конденсатор 17 - коммутирующий дроссель 16 - дополнительнаяобмотка 15 - первичная обмотка 13 - 5обратный диод 8 - коммутирующий тиристор 6 - коммутирующий конденсатор 17,Падение напряжения на обмотках15 и 13 трансформируется в обмотку О14. Когда трансформированное напряжение на обмотке 14 превысит напряжение источников 3 и 4, откроетсявозвратный диод 11 и по цепи: обмотка 14 - обратный диод 8 - источники 53 и 4 - возвратный диод 11 - обмотка14 потечет ток, транформируемьй изкоммутирующего контура. Падение напряжения на первичной обмотке 13 приложено к основному тиристору 1 в обратном направлении, что способствуетбыстрому восстановлению его управляющих свойств. Поскольку коммутационный ток носит колебательный характер,он начинает спадать и становится равным току нагрузки. В этот момент избыточный ток становится равным нулю,обратный диод обесточивается и запирается. Коммутационный ток продолжает далее спадать. Под действием ЭДС 30самоиндукции нагрузки открывается обратный диод 9 и ток нагрузки замыка-,ется по цепи: нагрузка 5 - источник4 - обратньй диод 9 - обмотка 13нагрузка 5. Коммутационный ток приэтом протекает по цепи: конденсатор17 - дроссель 16 - обмотка 15 - обмотка 13 - обратный диод 9 - источники 4 и 3 - коммутирующий тиристор6 - конденсатор 17,40До тех пор, пока ампервитки обмот.ки 15 больше ампервитков обмотки 13,полярность напряжения на обмотке 14сохраняется прежней и трансформиру-емый в ней ток замыкается по контуру:обмотка 14 - обратный диод 9 - возвратный диод 11 - обмотка 14, т.е.трансформатор 12 работает в режимекороткого замыкания. После того, какампервитки обмотки 13 превысят ампервитки обмотки 15, полярность напряжения на обмотке 14 изменится на противоположную и, если величина обратного напряжения на обмотке 14 превыситнапряжение источников 3 и 4, то откроется возвратный диод 10, и ток,трансформируемый из обмотки 13 в обмотку 14, потечет по цепи: обмотка 14 - возвратный диод 1 О - источники 3 и 4 - обратный диод 9 - обмотка 14. При этом на обмотке 13 установится напряжение, встречное протеканию тока нагрузки, что способствует более скорому спаданию тока нагрузки до нуля. Коммутирующий конденсатор 17 перезарядится, коммутирующий тиристор 6 обесточится и запрется.Узел коммутации подготовлен для коммутации тиристора 2, который протекает аналогично описанной.Схема по фиг. 2 аналогична схеме по фиг. 1. Отличие заключается толь ко в подключении вторичной обмотки 14. Здесь она включена в.диагональ/моста, образованного ветвями возвратных диодов 10 и 11 и 18 и 19.Выход моста подключен к вспомогательному источнику 20 постоянного напряжения.Работа схемы по фиг. 2 аналогична работе схемы по фиг, 1. Отличие лишь в том, что ток, трансформируемый в обмотку 14, протекает во вспомогательный источник 20, Поскольку напряжение источника 20 стабильно, напряжение на обмотках трансформатора 12 поддерживается неизменным во всем диапазоне изменения напряжения источников 3 и 4 питания.Формула и з обретенияАвтономньй инвертор напряжения, содержащий подключенные к входным выводам ветви основных и коммутирующих тиристоров, образующие мост, в диагональ переменного тока которого включена коммутирующая 1.С -цепочка, а точка соединения основных тиристоров подключена к цепи нагрузки и первичной обмотке трансформатора возврата избыточной энергии, соединен,ной с первым концом вторичной обмотки и через обратные диоды - с входными выводами, причем второй конец вторичной обмотки подключен к входным выводам через возвратные диоды, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения установленной мощности элементов и потерь, трансформатор возврата избыточной энергии снабжен дополнительной обмоткой, включенной последовательно с коммутирующей ьС -цепочкой в диагональ моста,1239 В 13 ЕЩФ 7 Сосгавитель И,Жеребинактор А,Шандор Техред И.Ходанич орректор М, Лемчик акаэ 34 ическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная 1 роизводственцо-по 54Тираж 631 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 3035, Москва, Ж, Рау Подписнокомитета СССРоткрытийская наб., д.4/5