Автономный трехфазный инвертор

, 54407 Союв Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 07.12,73 с присоединением заявки3) Приоритетпубликовано 15.05,76. ББллетен дарственнын комитет та Министров СССР делам изобретений) Автор изобретени алов Ленин 1) Заявител дскии институт авиационного приборостросни(54) АВТОНОМНЫЙ ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТО 2 Для обеспечения равномерности загрузки вентильных мостов и снижения массо-габаритных показателей предлагаемый инвертор содержит дополнительные индуктивностп, вклБ- ченные последовательно с диодами в анодных и катодпых цепях мостов обратных диодов и размещс:щые на двух мапптопроводах вместе с коммутирующими индуктивностямп и встречно относительно нпх, а выходной многофазный трансформатор выполнен в вндс статического аппарата с общим магигтопроводом и вращаБщимся магнитным полем, фазы первичной обмотки которого, прпсосдиненные к вентильным мостам инвертора, выполнены с про:т- раГственных сдвигом, соотвстствуБщим временному сдвигу ком мутацти мос Гов инвертора.На фиг. 1 дана принципиальная схема описываемого инвертора в варианте трехблочного преобразователя с выполнением блоков по трехфазным мостовым схемам при соединении обмоток трансформатора звездой; на фиг. 2 - схема расположения оомоток коммутирующих дросселей и дросселей моста обратных диодов на двух магнитопроводах; на фиг. 3, а, б - кривые мгновенных значений мощности фаз.Инвертор содержит преобразовательные блоки 1 - 3, конде саторно-вентильные цепи 4 принудительно коммутации, блоки 5 тиристоров, обратные диоды 6, коммутирующие инИзобретение относится к преооразователям энергии постоянного тока в энергию переменного тока при помощи статических преобразователей, выполненных на газоразрядных, электронных или полупроводниковых прибо рах с управляющими электродами, и может быть использовано в качестве источника переменного трехфазного тока фиксированной и регулируемой частот, обеспечивающего (аналогично инхронному генератору) работу на 10 нагрузку с опережающим и отстаБщим коэффициентами мощности, а также на нагрузку генераторного характера.Известен автономный трехфазный инвертор, содержащий трехфазные тиристорные 15 мосты, в анодных и катодных цепях которых последовательно с тиристорами включены коммутирующие индуктивности, трехфазные мосты обратных диодов, конденсаторно-вентильпые цепи принудительной коммутации, а 20 также выходной многофазный трансформатор. Недостатками такого инвертора являются неравномерносгь загрузки его вентильных мотов вследствие обтекания вторичных обмоток трансформатора равными токами при фазовом 25 сдвиге коммутации в мостах, а также необходимость соединения обмоток четырех выходных трансформаторов по схемам несимметричных зигзагов, что приводит к увеличению весовых и габаритных показателей инвертора. 30 151) М. Кл,з Н 02 М 7/515Н 02 М 7/7260 б 5 Дуктивности 7 - 12, индуктивности 13 - 18 в цепях обратных диодов, выходной трансформатор 19 с вращающимся магнитным полем, первичной многофазной 20 и вторичной трехфазной 21 обмотками.Коммутирующие индуктивности 7 - 9, подключенные между плю".овой шиной питающего источника и общими точками анодов тиристоров, совместно с индуктивностями 13 - 15, подсоединенными между минусовой шиной питающего источника и общими точками анодов диодов обратного тока, образуют дроссель 22 с ферромагнитным сердечником (см. фиг. 2). Прп этом потокосцепление согла:но включенных обмоток 7 - 9 направлено встречно с потокосцеплением согласно включенных обмоток 13 - 15.Коммутирующие индуктивности 10 - 12, подсоединенные между минусовой шиной питающего источника и общими точками катодов тиристоров, совместно с индуктивностями 16 - 18, подсоединенными между плюсовой шиной питающего источника и общими точками катодов диодов обратного тока, образуют дроссель 23 (см. фиг. 2), в котором потокосцепление согласно включенных обмоток 10 - 12 направлено встречно с потокосцеплением согласно включенных обмоток 16 - 18,Трансформатор 19 с вращающимся магнитным полем содержит взаимно неподвижные шихтованные наружный и внутренний магнитопроводы: пазами, в которые уложены многофазная первичная 20 и трехфазная вторичная 21 обмотки, выполненные по типу обмоток машин переменного тока. Многофазная первичная обмотка разделена на и симметричных трехфазных групп, соединенных звездой или треугольником, количество которых равно количеству блоков инвертора. Одноименные фазы групп первичной обмотки выполнены с1 2пространственным сдвигом - . - и подсоедии биены к блокам инвертора, коммутация в которых осуществляется с равным временным сдвигом. В результате после каждой из 6 и за период равномерно распределенных коммутаций образуют:я контуры, процессы в которых с учетом чередования фаз, групп обмоток трансформатора и блоков инвертора полностью повторяются, Результирующее вращающееся магнитное поле первичной системы токов индуктирует в трехфазной вторичной обмотке э.д,с. и токи, реакция которых на первичные обмотки трансформатора одинакова и не зависит от пространственного положения вторичной обмотки по отношению к первичным, Улучшение формы кривой выходного напряжения ипвертора обусловлено образованием кругового магнитного поля в трансформаторе с малыми пульсациями и высокой степенью равномерности вращения,Инвертор работает следующим образом.Тиристорные блоки 5 инвертора коммутиру 1 2 г.,ются с временным сдвигом -- при этом зал б 15 20 25 30 35 40 45 50 55 грузка преобразовательных блоков 1 - 3 рав. номерна, токи и напряжения во всех однотипных звеньях сдвинуты по фазе на указанный угол сдвига коммутации и одинаковы по форме, Токораспределение между блоками 5 тиристоров и блоками диодов 6 обратного тока находится в полном соответствии с работой автономного инвертора в режиме инвертирования напряжения, Включение в схему инвертора цепей 4 принудительной коммутации не вносит особенностей в его работу,Вследствие низкого процентного содержания высших гармоник в кривой выходного напряжения и отсутствия токов гармоник, кратных трем, при симметричной нагрузке выходная цепь инвертора практически уравновешена (мгновенное значение активной мощности, передаваемой в нагрузку, постоянно). Колебания мгновенных мощностей Р, Рл и Рс в фазах нагрузки происходят в соответствии с кривыми на фиг. З,а. При этом сумма положительных значений фазных мощностей определяют мгновенную мощность Р передаваемую в цепь нагрузки через тиристорные блоки инвертора (кривая Р; на фиг. 3, б). Сумма отрицательных значений фазных мощностей определяет мгновенную мощность Р 6, возвращаемую в цепь источника постоянного тока через диоды обратного тока всех блоков инвертора (кривая Р 6 на фиг, 3, б). Ввиду отсутствия в цепях инвертора элементов, осуществляющих накопление энергии, разность Р 5 - Р 6 мгновенных мощностей является постоянной величиной, равной мощности, потребляемой инвертором от источника. Кривые Р, и Р, в соответствующем масштабе представляют собой суммарные мгновенные токи тиристорного и диод- ного блоков инвертора, разность которых также является постоянной величиной. В соответствии с этим результирующие потокосцепления обмоток 7 - 9 и 13 - 15 дросселя 22 и результирующие потокосценления обмоток 10 - 12 и 16 - 18 дросселя 23 при встречном включении их остаются неизменными при протекании через них пульсирующих токов, обусловленных характерным для инвертора напряжения процессом обмена реактивной и рекуперируемои энергией между цепью нагрузки и цепью источника постоянного тока. Одновременно встречное включение обмоток дросселей предотвращает образование короткозамкнутых контуров перезаряда коммутирующих конденсаторов через диоды обратного тока. При осуществлении межфазной коммутации тиристоров в блоках инвертора возможно параллельное соединение согласно включенных обмоток дросселей 22 и 23 (см. фиг. 2).Предлагаемый инвертор может применяться в схема с одним или двумя источниками постоянного тока, а также в однотактных и двухтактных схемах, При этом могут быть использованы известные способы соединения обмоток трансформаторов с вращающимся маг.514407 иг. нитным полем - звезда и треугольник, Количество трехфазных групп обмоток трансформатора и блоков инвертора не ограничивается. Формула изобретения Автономный трехфазный инвертор, содержа. щий трехфазные тиристорные мосты, в анодных и катодных цепях которых последовательно с тиристорами включены коммутирующие индуктивности, трехфазные мосты обратных диодов, конденсаторно-вентильные цепи принудительной коммутации, а также выходной многофазный трансформатор, отличающ и й с я тем, что, с целью снижения массо-габаритных показателей и обеспечения равномерности загрузки вентильным мостов, оК снабжен дополнительными индуктивностями, включенными последовательно с диодами в анодных и катодных цепях мостов обратных 5 диодов и размещенными на двух магнитопроводах вместе с коммутирующими индуктивностями и встречно относительно них, а выходной многофазный трансформатор выполнен в виде статического электро магнитного аппарата с общим магнитопроводом и вращающимся магнитным полем, фазы первичной обмотки которого, присоединенные к вентильным мостам инвертора, выполнены с пространственным сдвигом, соответст вующим временному сдвигу коммутации мостов инвертора.514407 2 Составит:ль Г. ГомоТехред М. Семено Пейсоченк оррсктор А. Овчиннико едакт аказ 147210 Изт. Хо 1391 ЦНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рауш