Трехфазный самоуправляемый параллельныйинвертор

Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 09,.1965 ( 941986/24-7)с присоединением заявкиКл. 2 дз, 1 Комитет по делам зобретений и открыти при Совете Министров СССРПК Н 02 тп торит ДК 621.314.572,025,3 Опубликовано 29.Х.1966. Бюллетень2Да 1 а опуб Авторыизобретсни. М. Заявите Уральское отдел Всесоюзного научно-исследовательского институтжелезнодорожного транспорта ЕХФАЗНЫЙ САМОУПРАВЛЯЕМЪЙ ПАРАЛЛЕЛЬНЪЙ ИНВЕРТОРпряжениями автономных инверторов обеспечивается равенством параметров фазосдвигающих цепочек.Каждый из инверторов работает в колебательном режиме без коммутации анодных токов вентилей. Для обеспечения такого режима работы необходимо, чтобы на входе инвертора был включен конденсатор, а собственная частота колебаний контура, образованного коммутирующим конденсатором и входным реактором, должна быть больше частоты инвертирования. В данном случае для выполнения этого условия необходимо, чтобытогда при зажигании одно 2) Сго из вентилейнусоидальныйра, входной реасатор и вентильда анодного тоние в цепи вентправление и обние. Через 1 ляемый п ки и вых пирание ту отпир его аподснекоторый интервал временараметрами фазосдвигаюодным напряжением, проивторого вентиля инвертораания этого вентиля напрравно сумме напряжении и, опредещей цепочзойдет отК моменяжение нна входе Известны самоуправляемые параллельные инверторы на управляемых вентилях, однофазные инверторы которых выполняются с независимым сеточным управлением, что значительно усложняет систему управления.В предлагаемом трехфазном инверторе получение симметричной трехфазной системы токов достигается благодаря использованию самоуправляемых однофазных инверторов с фазосдвигающими КС- или тЦ.-цепочками в системах сеточного управления, трансформаторные обмотки самоуправления которых соединены в треугольник,На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого инвертора; на фиг. 2 и 3 - диаграммы напряжений на первичных обмотках сеточных трансформаторов.Инвертор состоит из трех самоуправляемых автономных инверторов 1, 2, 3 и шестифазного выпрямителя, выполненного на вентилях 4, через который питается нагрузка б. Каждый инвертор содержит инверторные трансформаторы 6, 7, 8, трансформаторы сеточного управления 9, 10, 11, фазосдвигающие цепочки самоуправления, входной реактор и коммутирующий конденсатор. Для получения трехфазной системы токов обмотки управления инверторных трансформаторов соединены в треугольник. Симметричный сдвиг по фазе между инвертированными наинвертора будет протекать ситок через конденсатор фильтктор, коммутирующий конденинвертора, К моменту подхока вентиля к нулю напряжеиля будет иметь обратное наеспечит его надежное запира 190469инвертора и полуобмотке ццверторцого трансформатора и имеет положительное значение. При отпирании второго вентиля происходит перезаряд коммутирующего конденсатора по аналогичной цепи. В установившемся режиме работы амплитудное значение напряжения па коммутирующем конденсаторе ожет быть в 5 раз больше входного напряжения цпвертора.Аналогично работают остальные два ипвертора устройства.Фазосдвигающие цепочки самоуправляемых автономных ицверторов по существу служат для компенсации фазового сдвига между ипвертироваццым напряжением и током, по скольку для сеточного управления используется синусоидальное напряжение, наводимое ца обмотке управления ицверторного трансформатора.Запуск каждого инвертора в предлагаемом 20 устройстве может быть произведен в любой последовательности поочередной подачей короткого пускового импульса, формируемого путем разряда предварительно заряженного конденсатора через пусковой тиратрон и до полцительцую обмотку трансформатора сеточного управления, на управляющие сетки вентилей инвертора.Взаимосвязь между отдельными автономными инверторами, как уже указывалось вы ше, обеспечивается путем соединения обмоток управления однофазных ипверторных трансформаторов в треугольник, Поскольку треугольник обмоток управления ицверторных трансформаторов замкнут, то сумма 35 мгновенных значений напряжений всех трех инверторов должна быть равна пулю ниями: При рассмотрении процессов синхронизации в случае, когда частоты инвертирования всех ицверторов близки друг к другу, можно считать, что сдвиг по фазе напряжения управления, создаваемый фазосдвигающей цепочкой, для всех ипверторов имеет одинаковую величину. Тогда диаграммы напряжений на первичных обмотках трансформаторов сеточ. ного управления будут иметь вид, изображен. ный ца фиг. 2. Пунктирной линией здесь указаны напряжения на обмотках трансформаторов управления прп отсутствии соединения обмотки инверторного трансформатора в замкнутый треугольник. Из рассмотрения диаграмм видно, что при суммарном воздействии напряжений всех трех инверторов моменты зажигания вентилей второго инвертора задерживаются относительно моментов зажиганий при отсутствии соединения обмоток управления втреугольпик, а момептызажигания вентилей первого и третьего ицверторов опере. жают моменты их зажиганий при отсутствии соединения обмоток управления в треугольник. Из указанных диаграмм видно также, что при соединении обмоток управления инверl, + (.(, + Ьз = 0 или 40 Ил, 51 п (01 +тг 51 п (12 + Р 1) +В случае симметричной нагрузки на всех трех инверторах, что наблюдается, например, 45 при подключении нагрузки через выпрямитель, при равенстве входных напряжений инверторов и параметров коммутирующих конденсаторов и входных реакторов указанное выше условие сводится к более простому вы ражению:51 п о 1.1 + 51 п (о 1 + (р 1) + 51 п (азу+ срз) = 0Очевидно данное условие может быть выполнено в любой момент времени только при условии, когда 55О 1 = Ог=О 1 з = О 1 о2 к 2-,.И (р 12 - )3 3Отсюда вытекает, что условие равенства нулю суммы мгновенных значений напряже ний, наводимых на обмотках трансформаторов, и равенства между собой максимальных значений инвертированных напряжений предопределяет равенство между собой частот инвертирования отдельных ицверторов и 65 сдвиг по фазе между инвертированными напряжениями, равный 120" эл.При отсутствии соединения обмоток управления цнверторных трансформаторов в треугольник и равенстве параметров фазосдвигающих цепочек каждый самоуправляемый инвертор создает колебания одинаковой амплитуды, по с различными частотами. Соединение обмоток управления инверторцых трансформаторов в замкнутый треу(ольник при отсутствии симметрии и сипхронизма приведет к появлению уравнительного тока, который будет ограничиваться только индуктивными сопротивлениями рассеяния цнверторных трансформаторов. Наличие ицдуктивности рассеяния приводит к тому, что в цепи фазосдвигающей цепочки каждого инвертора, кроме основного переменного напряжения, будут иметь место переменные составляющие напряжения, наводимые в обмотках управления остальных двух инверторов, В случае равенства между собой амплитуд колебаний цапряжеция в цепи фазосдвигающей цепи каждого инвертора могут быть представлены выражеС, ( - кп в,1 --ап(и+ рД (.2 . 15торных трацсформаторОВ чястоть 1 ииВертирОВация ицВсрторов стрелятс 51 Выравнятьс 51занять устойчивое положение, соответствующее равенству частот, со 1 - В 1. = о 1 з = В 1 Однако процесс синхронизации автономных инверторов в данном случае закончится только тогда, когда начальные фазы инвертированных напряжений будут иметь определенные значения. Равенство начальных фаз инвертированных напряжений в данном случае является неустойчивым, так как при этом в цепи обмоток управления инверторцых трансформаторов будет протекать уравнительный ток, Это приводит к тому, что в цепи фазосдвигающей цепочки каждого инвертора по- прежнему, кроме основного напряжения, будут действовать дополнительные напряжения двух других инверторов+ з 1 п (о 11 + (1,)1)ЯДиаграммы напряжений на первичных обмотках трансформаторов сеточного управления будут иметь вид, изображенный на фиг. 3. Пунктирными линиями здесь указаны напряжения на обмотках трансформаторов управления при отсутствии соединения обмоток инверторного трансформатора в замкнутый треугольник, Из диаграмм фиг. 3 видно, что в данном случае суммарное воздействие напряжений всех трех инверторов приводит к 190469задержке момента зажигания вентилей третьего и 1 вертора н оперекецшо моментов зажигания вентилей первого инвертора относительно моментов их зажиган 11 я прц разомкну 5 том треугольнике обмоток ицверторцых трансформаторов. Моменты зажигания вентилей второго инвертора в данном случае почти не сдвигаются. Если до закорачивання треугольника обмоток инверторцых трансформаторов10 разность фаз между напряжениями ца первичных обмотках трансформаторов управления была равной 30 эл., то при закорачивании треугольника обмоток инверторцых трансформаторов она приобретает величину, равную15 90 эл. Очевидно в установившемся режимеразность фаз между напряжениями на обмотках трансформаторов управления, а, следовательно, и инвертированными напряжениями будет равной 120 эл. Таким образом при со 20 единении обмоток управления инверторныхтрансформаторов в замкнутый треугольник и равенстве инвертированных напряжений система трех самоуправляемых инверторов в установившемся режиме приобретает состоя 25 цие устойчивого равновесия, при котором частоты инвертированных колебаний становятся равными между собой, а начальные фазы колебаний отличаются друг от друга на 120 эл., что соответствует симметричной системе то 30 ко в.П р ед м ет изобретенияТрехфазный самоуправляемый параллель 35 ный инвертор на управляемых вентилях, отличающийся тем, что, с целью получения трехфазной симметричной системы токов, оц составлен из трех однофазных самоуправляемых инверторов с фазосдвигающими цепоч 40 ками в системах сеточного управления, трансформаторные обмотки самоуправления которых соединены в треугольник,Тираж 535 по делам изобретений и открытий пр ЬЬ сква, Центр, пр. Серова, д. 4Подписное те Министров СССР