Трехфазный инвертор

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 907735(51) М. Кл. Н 02 М 7/515 Государственный комитет Опубликовано 23.02.82. Бюллетень7Дата опубликования описания 05.03.82ло делан изобретеиий и открытий(72) Автор изобретения 54) ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТО Изобретение относится к силовои преобразовательной технике и может быть использовано для питания потребителей с резко изменяющимися параметрами, например, в системах электроснабжения на повышенных частотах, установках гарантированного питания и т. д.Известны трехфазные инверторы, содержащие мостовую группу основных тирнсторов с коммутирующими конденсаторами, сглаживающий дроссель, две обмотки которого подключены между источником пита-. ния и выводами постоянного тока мостовой группы, а также блок компенсации реактивной мощности, состоящий из регулирующих дросселей и тйристорных мостов, подключенных выводами переменного тока к выходнымвыводам инвертора 1 и 121.Однако нормальное функционирование блока компенсации реактивной мощности в указанных устройствах, возможно в определенном диапазоне фазового регулирования. Включение тиристоров блока компенсации вне этого диапазона приводит к короткому замыканию выходных выводов, и, в результате, к срыву инвертирования. Известен также трехфазный инвертор,содержащий связанный с входными выводами через дроссель фильтра мост основных тиристоров, между выходными выводами которого включены последовательные цепочки, каждая из которых шунтирована коммутирующим конденсатором и состоит из регулирующего дросселя и пары встречно-параллельно соединенных тиристоров 3. О Основным недостатком такого инвертораявляются значительные масса и габариты сглаживающего и регулирующих дросселей, которые составляют до 20% от общей массы и габаритов инвертора. Ограничение длительности проводящего состояния встречно- параллельных тиристоров приводит к уменьшению установленной мощности регулирующих дросселей и к улучшению динамических характеристик инвертора, однако это сопровождается увеличением амплитудного зна чения тока, протекающего через встречнопараллельные тиристоры, При ограниченных номиналах тиристоров этот факт представляет серьезное препятствие для дальнейшего повышения выходной мощности инверторабез применениЯ параллельного соединениявентилей.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является трехфазныйинвертор, содержащий связанный с входными выводами через дроссель фильтра мостосновных тиристоров, между выходными выводами которого включены последовательиь,е цепочки, каждая из которых шунтирова иа коммутирующим конденсатором исостоит из регулирующего дросселя и парывстречно-параллельно соединенных тиристоров, а также мост обратных тиристоров,выводами постоянного тока подключенныйпараллельно мосту основных тиристоров,причем выводы переменного тока моста обратных тиристоров подключены к соответствующим точкам соединения регулирующихлросселей с парами тиристоров последовательных цепочек.Поддержание выходного напряжения взаданных пределах в указанном инвертореосуществляется двухко птур ной системойкомпенсации реактивной мощности, причемв качестве индуктивных элементов в обоихконтурах попеременно используются однии; с;ке дросссли 14,Однако хотя и позволяет реализоватьустройство с минимальным количеством реактивных элементов, но приводит к снижениюэффективности силовой импульсной обратной связи и к недоиспользованию вентилейсхемы ио току.11 ель изобретения - - улучшение энергетических характеристик инвертора.и казанная цель достигается тем, что Втрехфазиом ииверторс, содержащем подключенные через дроссель фильтра к входным выводам мост основных тиристоров имост обратных тиристоров, причем выводыпеременного тока моста основных тиристоров соединены с выходными выводами, между которыми подключены коммутирующиеконденсаторы и цепочки, состоящие каждаяиз регулирующего дросселя и пары встречно-параллельно включенных тиристоров, регулирующис лроссели снабжены отводами,к которым подключены выводы переменноготока моста обратных тиристоров.На фиг. 1 показана схема трехфазногоинвертора; на фиг. 2 - графики токов и напряжений, поясняющие работу инвертора.Трехфазный инвертор содержит дроссель фильтра 1 в цепи питания, мост основных тиристоров 2 - 7, между выходными выводами которого включены коммутирующиеконденсаторы 8 - 1 О. Через встречно-параллельные тиристоры 11 - 16 параллельно коммутирующим конденсаторам 8 - 10 подключены регулирующие дроссели 17 - 19, снабженные отводами, к которым подключенывыводы переменного тока моста обратныхгиристоров 20 - 25.Инвертор работает следующим образом. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Рассмотрим интервал работы инверторадлительностью 60 эл. град в течение которого в проводящем состоянии находятся тиристоры 3 и 4. В начальный момент этого интервала управляющий импульс подается на тиристор 3, в результате чего он включается, Через тиристор 3 напряжение 1.1 взапирающей полярности прикладывается ктиристору 7, что приводит к его выключению. Одновременно напряжение Цявляется включающим для обратного тиристора25. Так как импульсы управления на обратные тиристоры 20 - 25 подаются в моментыочередной коммутации основных тиристоров 2 - 7, то в рассматриваемый моментвремени происходит включение обратноготиристора 25, в результате чего возникаетцепь для перезаряда конденсатора 10 черезполуобмотку СЯ, дросселя 19.Лмплитуда импульса тока, протекающего через дроссель 19, при включении тиристора 25 будет тем больше, чем больше величина запирающего найряжения Цд в момент коммутации. Вследствие этого, избыток реактивной мощности емкостного характера, появляющийся при сбросе нагрузки,не приводит к значительным всплескам выходного напряжения, так как он оказывается скомпенсированным индуктивной составляющей тока, протекающего через полуобмотки АР ВЯ СЯ регулирующих лросселей 17 в 19,Импульсы управления на встречно-параллельно соединенные тиристоры 11 - 16поступают с задержкой Е относительно импульсов управления, подаваемых на основные тиристоры 2 - 7, причем Е =- Е - Кгле Е, - некоторое начальное значение угла;К - коэффициент передачи схемы управления (не показана):ф -величина угла запирания.Величина Е выбирается таким образом,что при номинальной нагрузке инвертора(при= Рното ) тиристоры 11 в 16 выключены. Для этого необходимо, чтобы приФ =Юной (фиг 2) Е = 60 +/З,цщ , откуда следует, что Е = 60+ (1+ К)/ЗноеПри частичной нагрузке инвертора некоторое возрастание угла запирания ф сопровождается таким изменением Е, что импульсы управления на встречно-параллельныетиристоры 11 - 16 поступают при наличиина них напряжений отпирающей полярности. Так например, если угол Е(60 эл. град.,на рассматриваемом интервале времени происходит включение тиристора 13, который подключает обмотку СЯ дросселя 19 параллельно конденсатору 9, Импульс тока (фиг.2)длительностью Л = 2 (1+ К) (Ф - Рнои ) протекающий под действием напряжения Ц на конденсаторе 9, имеет индуктивную составляющую, которая осуществляет компенсацию соответствующей части емкостного тока этого конденсатора.907735 5Эквивалентная величина индуктивности, вносимой в контур импульсной обратной связи, принципиально может быть сделана меньше, чем величина индуктивности, исполь зуемой для компенсации излишней реактивной мощности конденсаторной батареи в установившемся режиме. Это благоприятно сказывается прежде всего на динамических характеристиках инвертора, так как уменьшение величины индуктивности в цепи импульсной обратной связи повышает интенсивность процесса регулирования реактивной мошности коммутирующих конденсаторов в переходных режимах, возникающих при скачкообразных изменениях параметров нагрузки.Кроме того, улучшение энергетических характеристик достигается без введения дополнительных элементов и усложнения схемы управления, так как область действий контура регулирования, включающего в себя встречно-параллельные тир исто ры и дроссели, может быть ограничена диапазоном медленно меняющихся нагрузок.Формула изобретенияТрехфазный инвертор, содержащий подключенные через дроссель фильтра к йход 6ным выводам мост основных тиристоров и мост обратных тиристоров, причем выводы переменного тока моста основных тиристоров соединены с выходными выводами, между которыми подключены ком мутирующие конденсаторы и цепочки, состоящие каждая из регулирующего дросселя и пары встречно-параллельно включенных тиристоров, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических характеристик инвертора, регулирующие дроссели снабжены отвода О ми, к которым подключены выводы переменного тока моста обратных тиристоров,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании1045185,кл. Н 2 Г, 24.07.63.2. Авторское свидетельство СССР620002, кл. Н 02 М 7/515, 1978.3. Ковалев Ф. И. и др. Стабилизированные автономные инверторы с синусоидаль 2 О ным выходным напряжением. М., Энергия,1972, с. 15, рис. 1 - 7.4. Авторское свидетельство СССР по заявке2734914/24 - 07, кл. Н 02 М 7/515,1979.Вотчицевс ономаренк едактор аказ 612 д. 4/5 ктная Составитель Г жуган Техред А, Бойка Тираж 719 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113036, Москва, Ж - 35, Ра илиал ППП Патент, г. УжгКор Под комитета С и открытий шская наб., род, ул. Про ектор УясноеССР