Автономный инвертор с управляемым подзарядом

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 474087 Союз Советских Социалистических. Республик(51) М.Кл. Н 02 тп 752 с присоединеяиеат заявки акоев(23) Приоритет -Опубликовано 14.06.75, Бюллетень ЪЪ 2Дата опубликования описания 03.02.76. Гасударственный комитет Совета Министров СССР па делам изааретений и открытий(54) АВТО ЫЙ ИНВЕРТОР С УПРАВЛЯЕМЫМ ПОДЗАРЯДОМ Известные тиристорные автономные инверторы напряжения, предназначенные для работы от источника постоянного тока с изменяющимся напряжением (например, управляемый выпрямитель в преобразователе частоты для регулирования скорости двигателей), содержат устройство искусственного подзаряда коммутирующих конденсаторов для исключения влияния коммутационных процессов в них от напряжения источника постоянного тока. Подзаряд коммутирующих конденсаторов осуществляется либо от постороннего источника через специальные подзарядные тиристоры в межкоммутационный период либо от вспомогательных источников, включенных в контур коммутации.Последний способ подзаряда более предпочтителен, поскольку в нем отсутствуют дополнительные тиристоры и ввод дополнитель,ной энергии осущвспвляется в период коммутации, чем значительно расширяется частотный диапазон инвертора. Однако он обладает тем недостатком, что напряжение на коммутирующем конденсаторе изменяется в функции напряжения и тока нагрузки, а колебания напряжения на коммутирующем конденсаторе приводят к ухудшению использования элементов силовой схемы инвертора.В предлагаемом инверторе за счет специального управления источником подзаряда напряжение на коммутирующем конденсато-.ре поддерживается постоянньп, за счет чего обеспечивается снижение установленной мощности элементов контура коммутации.5 Принципиальная схема предлагаемого инвертора в однофазном исполнении приведена на фиг.и в трехфазном исполнении - на фиг. 2.Однофазный полумостовой автономный 1 О инвертор содержит подключенную к среднемувыводу источников питания 1, 2 нагрузку 3, присоединенную другим зажимом к общим электродам обратных диодов 4, 5 и основных тиристоров 6, 7. Общие электроды диода 4, 15 тиристора 6 и вспомогательного тиристора 8присоединены к зажиму источника питания 1, общие электроды диода 5, тиристора 7 и вспомогательного тиристора 9 присоединены к зажиму источника питания 2. К общим 20 электродам тиристоров 6 и 7 последовательноподключена цепь из коммутирующих конденсатора 10 и дросселя 11. Между тиристорамп 8 и 9 последовательно включены конденсаторы 12, 13 фильтра источника подзаряда, к 25 общей точке которых присоединен дроссель 1. Параллельно конденсаторам фильтра подключена цепь из пос,чедовательно соединенных дросселя 14 фильтра, управляемого выпрямителя 15 подзаряда, датчика 16 то- ЗО ка подзаряда. Б.чок 17правления выпря 4740875 1 О 15 20 25 зо 40 45 50 55 3мителем через усилитель 18 подключен к органу сравнения 19, который связан с датчиком тока подзаряда. Блок 20 управления инвентором связан с органом сравнения.Трехфазный мостовой иивертор (см. фиг, 2) содержит подключенные к закимам источника питания 1 при одинаковых полу- мостовых инвертора, каждый из которых состоит из основных тиристоров 6, 7, шунтированных соответственно обра 1 ными диодами 4, 5, вспомогательных тиристоров 8, 9, коммутирующих конденсатора 10 и дросселя 11. К общим электродам тиристоров 6 и 7 подключены зажимы фаз нагрузки 3, соединенных в звезду. Инвертор содержит два источника подзаряда: один на анодную группу тиристоров 6, другой на катодную группу тиристоров 7. Каждый из источников подзаряда содержит последовательно соединенные конденсатор 12(13) фильтра, дроссель 14 фильтра, управляемый выпрямитель 15, датчик тока 16. Конденсатор 12 присоединен к общим анодам тиристоров 6 и 8. Конденсатор 13 присоединен к общим катодам тиристоров 7 и 9. Общий блок управления 17 выпрямителем через усилитель 18 подключен к органу сравнения 19, который связан с датчиками 16 тока подзаряда. Блок управления 20 инвертором связан с органом сравнения.Однофазный инвертор работает следующим образом.При включении вспомогательного тиристора 8 коммутирующий конденсатор 10 перезаряжается через конденсатор 12 фильтра от напряжения одной полярности до напряжения противоположной полярности. При очередном включении вспомогательного тиристора 9 коммутирующий конденсатор нерезаряжается аналогично через конденсатор 13 фильтра. При этом частота перезаряда ком. мутирующего конденсатора равна удвоенной частоте инвертора, а средний ток коммутирующего конденсатора 1,0 емкостью С за четверть периода управления инвертором равен 4 С У. Через конденсаторы 2 и 13 за счет их поочередной работы средний ток перезаряда вдвое меньше, чем ток коммутирующего конденсатора 10. Но в установившемся режиме напряжение на конденсаторах 12 и 13 также установившееся, следовательно, ток источника подзаряда 1, равен 2 СУ 1,Таким образом, в установившемся режиме между током подзаряда и напряжением на коммутирующем конденсаторе существует соотношение 1= 2 СЦ.Если при неизменном значении вследствие изменения режима силовой части инвертора (изменение напряжения источника постоянного тока или тока нагрузки) напрякение на конденсаторе 1,1 увеличивается, то увеличивается и ток разряда конденсаторов 12 и 13. Это приводит при неизменном значении 1 ц 0 дд к снижени 10 напрякения ня конденсаторах 12 и 13. Снижение напряжения на них приводит к уменьшению энергии, вводимой в контур от источника подзаряда, уменьшению напрякения на коммутирующем конденсаторе 10 до прежней величины, определяемой током подзаряда. Если ток подзаряда изменять пропорционально частоге, то на. пряжение на коммутирующем конденсаторе не изменяется при любой частоте и режиме силовой схемы инвертора.Указанный принцип реализуется в предлагаемом инверторе. Система управления источником подзаряда выполнена замкнутой по току подзаряда, причем уставной на ток подзаряда является напряжение, пропорциональное частоте.Трехфазный мостовой инвертор работает аналогично. В отличие от однофазного инвертора, в котором использован один источник подзаряда с емкостным фильтром со средней точкой, в трехфазном мостовом инверторе использованы два источника подзаряда - один для анодной группы тиристоров, дрязгой для катодной. Предмет изобретения Автономный инвертор с управляемым иодзарядом, состоящий из силовых модулей по числу фаз инвертора, каждый из которых содержит два основных тиристора, два обратных диода, два коммутирующих тиристора, последовательно с которыми включены емкостные фильтры источников подзаряда, коммутирующие конденсатор и дро сель, выпрямители подзаряда с датчиками тока и общий блок управления, выходная частота которого пропорциональна сигналу управления, а также орган сравнения напряжений управления частотой инвертора и сигнала обратной связи от датчика тока выпрямителей иодзаряда, отличающийся тем, что, с целью снижения установленной мощности элементов контура коммутации, выпрямители подзаряда выполнены управляемыми, а к входу общего блока управления выпрямителями подзаряда через усилитель подключен выход упомянутого органа сравнения.474087 г Составитель Г. Гомола Текред 3. Тараненко ректор О. Тюрина едакто чиков Зак Тираж 782 Помнтета Совета Миннстро СССРретений н открытийРаушская наб., д. 4/5 Изд.614 ударственногопо делам изоб Москва, Ж,ОТ, Загорский филиал 6347одписноЦНИИПИ Госи