Способ управления однофазным тиристорным инвертором

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскмзСоцналмсти 4 ескиаРеспублик и 652522 1 т1 М, Кл.П 02 Р 13/18 ополнительное к авт. свил.ву(51 иеы заявкиприсоелнне 3) Приорит уларстаеннай нСССР Опубликов 53) У ЛК 623 З 1672 7 (088.8) ам нзабретенннюткритнй(72) Авторы изобретения Институт одииамики ЛН УССР 3) Заявитель(54) СПОСОБ УПРЛВЛГНИЯНОФЛЗНЫМ ТИРИСТОРНЫМ ИНВГРТОРО;" зируют им инве то а ристо звено х инхрониз исторами утатора, тиристор возврат аютс о отве Изобретение относится к иреобразоватепьной технике и может быть использовано дпя построения уиравпяюших систем однофазных тиристорных инверторов, формирующих выходное напряжение с улучшен ным спектральным составом за счет переключения отпаек вторичной обмотки трансформатора инвертора с помошью тиристорного коммутатора.Известны способы управления тиристорными инверторами, закпючаюшиеся в синхронизации подачи сигналов управпения на тиристоры инвертора и коммутатора 11 и 21.Недостатком известных способов явпяется невозможность их работы на нагрузку с низким значением коэффициента мошности,Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому изобретнию является способ управпения тиристорным инвертором с коммутатором, включенным на отияйки вторичной обмотки трансформатора, реализованный и схеме уиравпения инвертором, при котором синхронипупьсы управления тиристорами р ри тиристорамн коммутатора3.Недостатком этого способа являетсян:возможность управления при любой фор 5 ме кривой напряжения первичного инвертора при активно-индуктивной нагрузке.Бель изобретения - расширение диапазона работы инвертора на активно-индуктивную нагрузку,Поставленная цель достигается тем,что в способе управления однофазным тирным инвертором с промежуточнымм высокой частотът, содержащим коммутатор на встречно-параллельно включен 15ны тири сторах, подключенных к отпайкамвторичной обмотки трансформатора инвертора состоящим в том, что с руют импульсы управления тир инвертора и тиристорами комм сигналы управления на кажды коммутатора, осушествпяюшег реактивного тока наьрузки, ио режением, относительно концавующего полупериода высокочастотногонапряжения на время, равное времени восстановления запирающих свойств тиристоров, в интервале от нуля до полулериодв выходного напряжения. 5Нв фиг, 1 изображена блок-схема инвертора; на фиг, 2 - схема коммутатора;на фиг. 3 - временные диаграммы.В схему включены инвертор 1, трансформатор 2, коммутатор 3, нагрузка 4, 10тиристоры 5-10 коммутатора. Диаграм-ма 11 характеризует напряжение высокочастотного инвертора, диаграмма 12напряжение и ток нагрузки, диаграммы13-18 - управляющие напряжения соответственно тиристоров 5-10.формирование выходного напряженияинвертора осуществляется переключениемвторичных обмоток силового инверторноготрансформатора, В качестве первичного 20инверторного звена, работающего на повышенной, относительно выходного напряжения частоте, могут быть использованыобычные инверторы на выходе которыхимеется прямоугольное или синусоидальное напряжение или инверторы с двухступенчатой коммутацией, когда выходноенапряжение модулировано по длительностиимпульса,Тиристорный коммутатор, включаемый ЗОна отпайки вторичной обмотки трансформатора, представляет собой (фиг, 2) парывстречно-параллельно включенных тиристоров, включенные к отпайквм трансформатора и к обшей точке, которая соединенас одним концом нагрузки, второй конецкоторой подсоединен к средней отцайкевторичной обмотки. Рассмотрим работукоммутатора, например, при прямоугольнойформе напряжения трансформатора (диаграм 40ма 11), т.е. при наляни обычг ин-+вертора натгряжения. Напряжение на нагрузке имеет ступенчатую форму с тремя.уровнями напряжения три трех переключа45емых отпайках. При. активно-индуктивнойнагрузке с низким коэффициентом мощности,ток нагрузки будет менять свой знакв интервале третьей ступени (диаграмма 1 2),Рассмотрим работу коммутатора вагом случае, Полярность напряжения, по-.казанная на фиг. 2, соответствует отрицательному и положительному значениюнапряжения инвертора. Для получения ступенчатого напряжения необходимо применение системы сигналов, показанной нв фиг.3;, (диаграммы 13-18). Пусть в интервалвремени 1 -, к обмоткам была приложенасистема напряжений (диауаммв 11) и был открыт тиристор 7 (диаграмма 13), В соответствии с приложенным напряжением в нагрузке протекает ток, обозначенный на фиг. 2 стрелкой. В момент времениснимается сигнал с тиристорв 7 и подается сигнал на тиристор 8 (диаграмма 16), В этот же моментменяется знак приложенногонапряжения на обмотках. При активно-индуктивной нагрузке в ней возникает ЭДС самоиндукции, которая поддерживает протекание тока,в том же направлении, а полярность напряжения изменяется на обратную. В интервале 11-2 возможно протекание тока только через тиристор 7, навстречу приложенному напряжению. Вмомент времени 1приложенное напряжение меняет знак, сигнал управления подается на тиристор 6, для повышенияуровня напряжения на нагрузке, согласно диаграмме 12. Поскольку в интервале времени 1 - 1 включены тиристоры 7 и 8, то образуется короткозамкнутый контур во вторичной обмотке трансформатора, что может привести к выходу из строя первичного инвертора. Аналогичная картина наблюдается в момент переключения тиристорного коммутатора до переключения на последнюю ступень. Задачей предлагаемого способа управления является подготовка схемы коммутатора таким образом, нтобы в момент переключении не возникало короткозамкнутых контуров. Для этого необходимо перед коммутацией запереть тиристор, который осуществляет возврат энергии нагрузки на интервале, предществующем коммутации. Так, например, в рассмотренной схеме, перед включением тиристора 6 необходимо подать отпирающий импульс натиристор 5 (диаграмма 14). При второй полярности напряжения и наличии сигнала управления на тиристор 8 в интервале времени от 1 до Й развивается ток, который ограничивается только активным сопротивлением вторичных обмоток трансформатора и индуктивностью рассеивания обмоток трансформатора. В атом же интервале ток возврата реактив ной мощности нагрузки уже не протекает по тиристору 7, а протекает по тиристору 5. Таким образом к тиристору 6 приложено обратное напряжение, равное падению напряжения нв тиристоре 8 и тиристор 7 закрывается. После изменения зна ка напряжения на обратный. ток возврата протекает навстречу приложенному напряжению по тиристору 5 и если ток нагрузки поменяет свой знак, то включится тиристор 6. Если коэффициент мощности наг6575 25 Формупа изобретенияСпособ управпения однофазиым тиристорным инвертором с промежуточным зве рузки достаточно низкий и ток на рузки не изменит своего знака, то перед очередным включением тиристора 10 необ.ходимо запереть тиристор 5, что осуществляется включением тиристора 9 диаг рамма 15), Следует отметить, что в момент допопнительного включения тиристора также возникают короткозамкнутые контуры, однако время их существования бпизко ко времени запирания тиристоров и со ставляет сотни микросекунд, поэтому ток короткого замыкания обычно для устройств малой мощности и средней мощности близок к номинальному току.Настоящий способ управления е рав 15 ной мере относится к инвертору, в котором осушествцяется помимо амплитудной также и широтно+импульсная: модуляция.Таким образом, использование настоящего способа управления коммутатора в20 инверторах с промежуточным звеном переменного тока позволяет безаварийно работать схеме при любых коэффициентах мошности нагрузки, ипи при изменении коэффициента мощности нагрузки в широких пределах. Воэможность четкой синхронизации импульсов управ пения повышает надежность работы схемы и упрощает систему управпения тиристорным39 инвертором,72 бном высокой частоты, содержашим коммутатор на встречно-параллельно включенных тиристорах, подключенных к отпайкам вторичной обмотки трансформатора инвертора, состояший в том, что синхронизируют импульсы управления тиристорами инвертора и тиристорами коммутатора, о т и и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью расширения диапазона работы инвертора на активно-индуктивную нагрузку, сигналы управления на каждый тиристор коммутатора, осуществляющего возврат реактивного тока нагрузки, подают с опе режением относительно конца соответствующего полупериода высокочастотного напряжения на время, равное времени восстановления запирающих свойств тиристоров, в интервале от нупя до цолупериода выходного напряжения.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Мельничук Л. П. Однофаэный инвертор низкой частоты.-Сб. Пробпемы технической эпектродннамики, вып. 45. К., "Наукова думка, 1974, с. 70-73.2. Лельничук Л. П. и Кравченко В. А. Однофазные вторичные источники питания со звеном повышенной частоты.-Сб., Преобразование параметров электрической энергии К., "Наукова думка", 1975,3. Авторское свидетельство СССР М 517133, кц. Н 02 Р 13/18, 1974.5 7572Составитель В, ЬунаковТехрел Э. Чужик Корректор В. Куприянов Редактор Д, Зубов Заказ 1820/55 Тираж 856 Подписное И 1111 ИИИ Государственного комитета СССРно делам изобретений и открытий 113035 Москва, ЖРаушская наб. д, 4/5 Филиал 1 ИП 1 "11 атент г, Ужгорол уп. Г 1 роектная 4