Автономный инвертор

О П И С А Н И Е 1 и 175269 бИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 30,07.8 3) 12.314.5088.8) делам изобретений и открытий 2) Авторы изобретен. И. Лузгин, А. и В. С. Трет рудового Краси нститут им, С. М1) Заявитель Уральский орден техническии(54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТО является невоззвольной формы ния), т. к. норвозможна лишь иристорных мосенной цеи дросселяьными обра Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано для питания двигателей постоянного и переменного тока с регулированием формы, величины токов и напряжений, а также частоты.Наиболее близким к предлагаемому является автономный инвертор по основному авт. св.368701, который содержит два последовательно соединенных через коммутирующие дроссели тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналях, причем общая точка коммутирующих дросселей соединена с нагрузкой и через обратные диоды - со входными выводами, а точки соединения дросселей с мостами также связаны со входными выводами через другие диоды.Недостатком устройстваможность получения проивыходного тока (напряжемальная работа инверторапри симметричной работе ттов,Целью изобретения является повышение надежности и улучшение регулировочных характеристик,Для достижения поставл ли инвертор снабжен фильтровым ми и конденсатором, вспомогателтными диодами, дополнительными коммутирующими дросселями и дополнительнымитиристорамп, одна пара которых подключена анодами к анодам катодной группы5 тиристоров первого моста, объединенныйобратный диод - к отрицательному входному выводу и через дополнительные коммутирующие дроссели - к объединенныманодам другой пары дополнительных тири 10 сторов, связанным через другой обратныйвспомогательный обратный диод с положительным входным выводом, причем катодытир псторов другой пары подключенык катодам анодной группы тиристоров вто 15 рого моста, а общая точка дополнительныхкоммутирующих дросселей соединена с другой фазой нагрузки и подключена черезвспомогательные обратные диоды ко входным выводам.20 Схема инвертора представлена на фиг,1.Инвертор содержит два моста, состоящихиз тирпсторов 1 - 8, с коммутирующимиконденсаторами 9, 10 в диагоналях, дополнительные тиристоры 11 - 14, коммутирую 25 щпе дроссели 15, 16, дополнительные коммутирующие дроссели 17, 18, фильтроконденсатор 19, фильтровые дроссели 20, 21обратные дйоды 22 - 25, вспомогательныеобратные диоды 26 - 29, конденсатор 30,30 нагрузку 31,3 Инвертор работает следующим образом.В первом такте открываются тиристоры .Г, 4 н 13, 8 и ток протекает ио конту(ру: 19 - 1 - 9 - 4 - 15 - 30 - 18 - 13 - 1 О - 8 - 19.По конденсатору 30 слева направо протекает нму(льс ьысокочастотного гока, олизкого и синусодальному. Во второи половине олупериода высокочастотного тока, когда на коммутирующих дросселях 15,18 напряжением принимает полярность, указанную па фиг. 1, и превосходит напряжение на фильтровом конденсаторе 19, заряженном до напряжения питания, открываются обратные диоды 22, 27. С этого момента прекращается ток в мостах инвертора, прекращается перезаряд коммутирующих конденсаторов 9, 10 на заданном уровне и протекает ток сброса избыточной реактивной энергии, запасенной в коммутирующих дросселях по контуру; 15 - 30 - 18 - 27 - 19 - 22 - 15. Ток сброса также протекает по конденсатору 30 слеьа направо. Во втором такте открываются тиристоры 2, 3 и 14, 7 и ток протекает по контуру: 19 - 2 - 9 - 3 - 15 - 30 - 18 - 14 - 10 - 7 - 19. Во ьторой половине полупериода тока, когда напряжение на коммутирующих дросселях 15, 18 принимает полярность, указанную па фиг, 1, и превосходит напряжение на фнлыровом конденсаторе, включаются обратные диоды 22, 27. С этого момента прекращается ток, в мостах инвертора, прекращается перезаряд коммутирующих конденсаторов 9, 10 и протекает ток сброса избыточной реактивной энергии, запасенной в коммутирующих дросселях по контуру: 15 - 30 - 18 - 27 - 19 - 22 - 15. Ток моста и ток сброса также протекает по конденсатору 30 слева направо. Таким образом, прп работе индер- тора происходит односторонняя высокочастотная подпитка нагрузочпого контура, причем высокочастотная составляющая тока замыкается через конденсатор 30, а постоянная составляю;цая замыкается по нагрузке 31, поскольку двигатель обладает значительной индуктивностью, Постоянная составляющая тока в нагрузке может изменяться в зависимости от скважности следования высокочастотных импульсов. Для формирования обратной полуволны синусоидального тока и нагрузка или изменении направления постоянного тока нагрузки изменяется порядок включения тнристоров. В очередном такте открываются тиристоры 1, 11 и 5, 8 и ток протекает по контуру;19 - 1 - 9 - 11 - 17 - 30 - 16 - 5 - 10 - 8 - 19, - а ток сброса избыточной реактивной энергии, запасенной в коммутирующих дросселях 16, 17 с момента, когда напряжение на пих примет полярность, указанную на фиг. 1, и превзойдет напряжение на фильтровом конденсаторе 19, будет протекать по контуру: 18 - 23 - 19 - 26 - 17 - 30 - 16. Ток мостов и ток сброса протекает по конденсатору 30 теперь уже справа налево. В следующем 5 1 О 15 2 о 25 зо 35 1 О 45 50 55 оо 65 4(акте открываются тирис" оры 2, 10 и б, 7ток протекает в начале ноонтуру; 19 - " - 9 - 12 - 17 - 30 -о - б - 10 - 7 - 19, а затем но ко(ггуруч 1 о - 23 - 19 - 26 - 17 - 30 - 16, т, е, по конденсатору 30 также справа налево. Так же, как и в ранее рассмотренном режиме, высокочастотная составляющая тока замыкается через конденсатор 30, а постоя(шая составляющая тока - через нагрузку, но теперь уже в другом направлении.С ростом эквивалентного сопротивления нагрузки растет и напряжение на ней, которое будет ограничено на уровне, равном питающему посредством обратных диодов 24, 25, 28, 29 по контурам: 30 - 25 - 19 - 28 - 30 - и 30 - 29 - 19 - 24 - 30.Таким образом схема инвертора позволяет осуществить формирование низкочастотного синусоидального (см, фиг. 2,б) или произвольной формы 1 см. фиг. 2,в) тока, форма, величина и частота которого может быть регулируемой путем частотно-импульсной модуляции высокочастотного тока инвертора и как частный случай позволяет осуществить регулирование постоянного тока (см. фиг. 2,а). Такое регулирование осуществляется без регулирования угла выпрямителя, тем самым повышается качество потребляемой электроэнергии. Имеется возможность работы от источшгков с аккумуляцией энергии. Выбор несущей частоты ннвертора, во много раз превышающей выходную частоту, позволяет существенно снизить уровень гармонических составляющих в выходном токе. Инвертор не критичен к измеиешпо эквивалентного сопротивления нагрузки, поскольку в случае нагрузки, олизкой к короткому замыканию устраняется раскачка напряжения в коммутирующих контурах инвертора путем сброса избыточной реактивной энергии в источник питания и нагрузку, аолизкой к холостому ходу, происходит ограшгчеш(е напряжения на ней путем сброса избы гочной энергии в источник питания, следовательно, сохраняется устойчивая работа пнвертора в широком диапазоне изме- пения нагрузки, в том числе и прн появлении противо ЗДС нагрузки. При использовании нескольких инверторов предлагаемого типа можно получить т-фазную систему токов любой заданной формы. Формула изобретения Лвтономпый инвертор по авт. св,368701, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения регулировочных характеристик, он снабжен фнльтровыми дросселями и конденсатором, ьспомогательпыми диодами, дополнительными коммутирующими дросселями и дополнительными тиристорами, одна пара ко. торых подключена анодами к анодам катод 752695ной группы тиристоров первого моста, объединенными катодами через вспомогательный обратный диод - к отрицательному входному выводу и через дополнительные коммутирующие дроссели - к объединенным анодам другой пары дополнительных тиристоров, связанным через другой вспомогательный обратный диод с положительным входным выводом, причем катоды тиристоров другой пары подключены к катодам анодной группы тиристоров второго моста, а общая точка дополнительных ком мутпрующих дросселей соединена с другойфазой нагрузки и подключена через вспомогательные обратные диоды к входным выводам.752695цг,2Составитель И. Жеребинаедактор В. Левитов Корректор А, Гала Заказ 1221/11 Изд,392 Тираж 798 Подписно НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5пография, пр, Сапунова,