Способ регулирования выходного напряжения автономного инвертора

ОПЙСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 390640 Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства-Заявлено 231970 (М 1407537/24-7) М.Кл. Н 02 ттт 5,42Н 02 тп 7/72 Н 02 р 3/18црц;оединеццем заявки--Гасударственный комитет Совета Министров СССР па делам изобретений и открытийПрцорцтет -Опубликовано 11.Ч 1.1973, Бюллетень30Дата опубликования описания 24.Х,1973 УДК 621,314,13 (088.8) Авторизобретения В, Д. Кулик Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М, И. КалининаЗаявитель СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ АВТОНОМНОГО ИНВЕРТОРАИзвестен способ регулирования выходного напряжения автономного инвертара, содержащего силовые полупроводниковые элементы, подключенные к делителю лостоянного напряжения через регулировочные полупроводниковые элементы, лутем лодачи отпирающего импульса управления ца регулцровочный полупроводниковый элемент, подключенный к крайнему вьаводу делителя постоянного напряжения, в каждый полупериод выходного напряжения с выдержкой времени относительно подачи управляющих импульсов на силовые полупроводниковые элементы, формирующие указанцьш полупериод выходного напряжения.В целях повышения плавности регулирования выходного напряжения по предлагаемому способу величину указанной выдержки времени подачи отпирающего импульса изменяют, причем запирают его в момент подачи очередных управляющих импульсов на силовые полуорроводнцковы элементы, формирующие другой полупериод выходного напряжения.На фиг. 1 изображена принципиальная схема автономного инвертора с естественной коммутацией силовых полулроводниковых элементов; на фиг. 2 приведены кривые соответственно тока ц напряжения на нагрузке за период частоты управления силовыми тиристорами этого нивертова и тиристором его делителя цааряженця; на фиг. 3 изображена принципильная схема автономного ицвертора с вынужденной коммутацией силовых полупроводниковых элементов; на фцг. 4 - блок-схема управления силовыми тиристорамц этого ин вертора ц тцристорами делителя; па фиг. 5 показана временная диаграмма отпирания и занцранця силовых тирцсторов цнвертора с вынужденной коммутацией и его,делителя без учета времени кохтмутациц и времени восстановления тцрцсторов; ца фиг. 6 приведены кривые над соответственно на входеУи нагрузке ГЛ инвертора.Ицвертор (см. фиг. 1 и 3) содержит силовые полупроводниковые элементы (тиристо ры) 1 - 4 и обратные диоды 5 - 8. На входецнверто 1 ра с естественной коммутацией силовых полупроводниковых элементов предусмотрен делитель напряжения, составленный из двух источников напряжения Е и Ее. Деление 2 О входного напряжения в данном случае осуществляется с помощью фильтровых конденсаторов 9 и 10. Положительный полюс конденсатора 10 с наименьшим потенциалом Е 2 подключен через неуправляемый регулировочный 25 полупроводниковый элемент (диод) 11 к входу инвертора: к анодам анодной группы его силовых тиристоров. Г 1 оложительный полюс конденсатора 9 подключен к входу пнвертора через регулировочный полулроводниковый 30 элемент (тпристор) 12. К выходным зажимам) 10 15 20 25 инвертора подсоединен колебательцый контур, который может бъть ко 1 Оследовйтельцым, так и послвдовательно-параллельным.Источник питания постоянного тока ншер. тора с вынужденной коммутацией тцристоров (см. фиг. 3) представляет собой делитель напряжения, составленный из 1 г источников питания Е, - Е. В качестве отдельных исто Ников питания могут быть применены яккумуляторная батарея, фильтровые конденсаторы илц отдельные выпрямители. Части делителя цяпрягкения подключены к входу ингерторя через тиристоры 13 - 13.Блок-схема управления силовыми тиристорами инвертора с вынужденной коммутацией и тиристорами его делителя содержит генератор 14 импульсов управления, устройство 13 запиранпя силовых тиристоров инвертора, фазосдвпгающие устройства 1 б и 17 и устройство 18 отпирания и запирания тиристоров 13 - 13 в определенные моменты времени,Принцип действия предлагаемого способа регуирования напряжения применительно к инвертору, работающему в колебательном режиме с прерывистым током силовых тиристоров (см. фиг, 1 п 2) за полупериод частоты управления ), заключается в следующем. В момент .времени 1 о управляощие импульсы подаются на тиристоры 1 и 2. В результате к инвертору через диод 11 прикладывается напряжение Е 2. По истечении времени 1. управляющий импульс поступает на тиристор 12. В результате под воздействием напряжения Е диод 11 закрывается, а к инвертору прпк 1 ядывяется полное няГ 1 ряженце делителя Е=.Е,+Е,..В момент времени 11, ввиду колебательного характера тока 1 н, нагрузки Уп ток тиристоров 1 и 2 снижается до нуля и прерывается. В. Нромегкутке времени 11 - 12 ток нагрузки протекает в обратном направлении через диоды 5 и б и конденсаторы 9 и 10 фильтра делителя, За время 11 - 12 тиристо)ры 1, 2 и 12 восстанавливают свои зап 11 риощце свойства, В момецт времени 1) отпираются силовые тиристоры 3 и 4, в результате чего происходит коммутация тока нагрузки с диодов б и б ца тпрпсторы 3 и 4. Во втором полупериоде, в промегкутке времени 1 - Е процессы в ицверторе повторяются.Таким образом, изменяя момент времецп подключения. одной части делителя относительно другой, можно в широких пределах регулировать входное цяпрягкецие пцворторя.В пнвсрторах с.вынужденной коммугац:1 ег силовых тцрнсторов зяппряние силовых тиристоров происходит в моменты врсмеци, когда пх ток цс равен нулю, и поэтому опц требуют спецяьцых уст 1 гойств коммутации силовых тирпсторов. В частности такие устройства включают вспомогательные тиристоры и коммутирующие конденсаторы. В данном примере рассматривается случай, когда применение предлагаемого спол)бгя регулирования папря 30 35 40 45 50 г )д 60 65 жен 1 я дает возможность улучшить форму выходного цяпряжения инвертора.Работает шпертор с вынужденной коммутацией силовых тиристоров следчющим образом,В момент времени 11 от генератора 14 подаотся управляющие импульсы на тиристоры 1, 2, 13 и устройства 15, 1 б, 17. В результате открываются тиристоры 1, 2 и 13, . К нагрузке Л прикладывается напряжение Енижней части делителя, В момент времени У им. пульсом напряжения устройства 1 б отпирается тиристор 13, что приводит к запиранию тпр:стора 13 и подаче на вход инверторя напряжения Е=Е+Е 1. В момент времени 1, с выхода устройства 17 ца вход устройства 18 подается сигнал, что приводит к срабатыванию устройства 18, к запиранию тиристора 131 и отпиранию тиристора 13. В результате на вход инвертора вновь подается напряжение Е . В момент времени 14 с помощью управляющих импульсов напряжения генератора 14 и устройств 1 Б и 18 запираются тиристоры 1 и 2 и отпираются тиристоры 3, 4 и 13, В результате ца,вход инвертора подается напряжение Е .а на нагрузке напрч. жение меняет полярность (см. фиг, 6). Во втором полупериоде, в промежутке врсмспи 4 - 17 процессы в Нверторе повтс)ряотся.Из рассмотрения работы инвертора с вынужденной коммутацией тиристоров видно, что, изменяя моменты подключения одной части делителя относительно другой,к анодам анодной группы силовых тиристоров ццвертора, можно регулировать среднее значение цапрягкеция на входе и форму напряжения на нагрузке инвертора, не применяя при эгом цагрузочного трансформатора.Как видно из рассмотренных пр 1 ме)ров, предлагаемый способ регулирования напряжения особенно целесообразно применять при регулировании напряжения инверторов с естественным выключением тиристоров при снижении тока тиристоров до нуля за счет коле. бательного характера тока нагрузки. В таких инверторах тиристоры делителя напряжения, через которые осуществляется подключение частей делителя, пе требуют устройств гашения,Г 1 редмет изобретен ця Способ регулирования выходного напряжения автономного пнвертора, содержащего силовые полупроводниковые элементы, подключенные к делителю постоянного напряжения через регулцровочные полупроводниковые элементы, путем подачи отпирающего импульса управ.)СН 11 я на регулировочцый полупроводниковый элемент, подключенный к краицему выводу делителя постоянного напряжения. в каждый полупериод выходногоапряжения с выдержкой времени относительно подачи управляющих импульсов ца силовые полупроводниковые элементы, формирующие указа: 390640ный полупериод выходного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения плавности регулирования, величину указанной выдержки времени подачи отпирающего импульса управления на,регулировочный полупроводниковый элемент пзмспяют, причем запирают его в момент подачи очередных управляющих импульсов на силовые полупровод иковые элементы, формирующие другой 5 полупериод выходного напряжения.390640 фиг. тавитель Л. Борисова Корректор Л. Чуркина Техред Л. Куклина едактор Т. Юрчико Подписноеов СССР каз НИИПИ бл, тип, Костромского управления издатечьств, полиграфии и книжной торговл Изд.776осударственногпо делам изМосква, ЖТираж 755о комитета Совета Минибретений и открытийРаушская наб., д. 4/5