Инвертор напряжения

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик и 985903(5 3 ) М. Кл. с присоединением заявки Рй 3240495/24-07 Н 02 И 7/515 Гасударственный камитет СССР(53) УДК 621 314. .572(088.8) Дата опубликования описания 30. 12.82 В.Ф.Сидякин, И.В.Волков, В.Н.Губаревич, В.П,К А.В.Лебединцев и А.И.Швоев(72) Авторы изобретения Севастопольский приборостроительный институт и Институт электродинамики АН Украинской ССР(54) ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ то 1Изобретение относится к силовойпреобразовательной технике и может быть использовано в системах электроснабжения, в частотно-регулируемых электроприводах промышленных устаноЪ5 вок и транспортных средств.Известны инверторы, преобразующие постоянное напряжение.в переменное заданной формы и частоты, содержащее узлы икусственной коммутации тиристоров И .Недостатками известных инверторов являются наличие в выходном напря" жении высших гармоник значительной амплитуды, низкие частотные свойства, необратимость,а также сложность в управлении.Наиболее близкий к предлагаемому инвертор содержит подключенные последовательно через обмотки дроссе-. 20 ля к выходным выводам два тиристорных моста с конденсаторами в диагоналях, и выходные выводы, подключенные к средней тоцке напряжения 2питания и общей точке указанных об-моток дросселя 21.Недостатком этого инвертора является его необратимость, т.е. он не может передавать энергию с выходных выводов на входные, цто ограничивает его использованиев регулируемом электроприводе.Цель изобретения - расширение. Функциойальных возможносъей за счет придания инвертору свойства обратимости.Поставленная цель достигается тем, цто инвертор, содержащий подключенные к источнику питания два последовательно соединенные через обмотки. дросселя тиристорных моста с конденсаторами в диагоналях переменного тока, причем общая точка обмоток дросселя соединена 1 с первым выходным выводом, а второй выходной вывод подключен к средней точке ис; тоцника питания, снабжен двумя встречными мостами и двумя трансфор 3 985903 маторами, первичная обмотка каждого из которых включена последовательно с конденсатором соответствующего тиристорного моста, а вторичная обмотка зашунтирована двумя введенными встречно-параллельно соединенными тиристарами и включена в диагональ переменного тока соответствующего встречного моста диодов, подключенного к источнику питания. 1 ОНа фиг,1 показана схема инвертора; на Фиг.2 - то же, выполнение в одно- мостовом варианте.Инвертор содержит фиг.1) два моста на тиристорах 1-8 с конденсатора ми 9 и 10 в диагоналях, включенные последовательно через обмотки 11 и 12 дросселя 13, выходные выводы 14 и 15, подключенные к средней точке источника 16 питания и общей точке обмоток 2 О 11 и 12 дросселя 13, два дополнитель ных трансформатора 17 и 18 с первичными обмотками 19 и 20 и вторичными 21 и 22 зашунтированными встречно- параллельно тиристорами 23-26 и вклю 25 ценными в диагональ выпрямительных мостов на диодах 27-34, включенных встречно к входным выводам 35 и 36,и нагрузку 37Устройство работает следующим ЭО образом.При постоянно включенных тиристор ах 23 и 24 закороченном трансформаторе 17 и подаче импульсов управления на пары тиристоров 1,3 и 2,4 происходит перезарядка конденсатора 9 от полюса источника 35 питания, через тиристоры 1,3 2,11) обмотку11 дросселя 13, нагрузку 37 и среднюю точку источника 16 питания. При напряжении на нагрузке, меньшим половины напряжения питания, энергия, поступающая на элементы инвертора через тиристоры 1,3 2,4) превышает энергию, потребляемую в нагрузке 37. Избыточная энергия при этом накапливается на реактивных элементах инвертора"конденсаторе 9 и дросселе 13, что приводит к постоянному воз 5 О растанию уровня напряжений и токов на них.При запирании тиристора 2324)ток перезаряда конденсатора 9 транс Формируется с обмотки 19 трансфор матора 17 в обмотку 21 и через диоды 27, 29 28,30) рекуперирует навходные выводы 35 и 36,При этом, если выполняется соотношениеф 19- О,Б,Ф/2где Ч 19 - число витков обмотки 19;И- число витков обмотки 21,энергия, возвращаемая на входныевыводы 35 и 36 через диоды 27, 2928, 30), будет прерывать энергию,одновременно потребляемую с них черезтиристоры 1,3 (2,4). Последнее означает уменьшение энергии, запасеннойна реактивных элементах схемы, т.е.уменьшение уровня напряжения на конденсаторе 9 и величины тока в дросселе 13,Изменяя фазу включения тиристоров 23 и 24 относительно моментавключения тиристоров 1-4, регулируют ток перезаряда конденсатора 9,равный току в цепи нагрузки 37. Прикоротком замыкании в цепи нагрузки37 вся энергия, поступающая на эле менты инвертора через тиристорывозвращается на входные выводы черездиоды 27-30,В случае перемены знака напряженияна выходных выводах 14 и 15 подключение к ним источника напряжения сполярностью, противоположной показанному на Фиг,1 устройство работаетв обратном режиме. При этом потокэнергии через диоды 27-30 превышаетпоток энергии через тиристоры 1-4на величину энергии, отдаваемой источником, включенным в выходной цепиустройства.Для создания в цепи нагрузки токаобратной полярности импульсы управления подают на тиристоры 5-8,а регулибруют его, управляя тиристорами 25и 26 описанным выше способом.Инвертор, выполненный в одномостовом варианте Фиг.2 ), содержитмост на тиристорах 38-41 с конденсатором 42 в диагонали, дроссель 43,выходные выводы 44 и 45 с нагрузкой46, трансформатор 47 с первичнойобмоткой 48 и вторичной 49, зашунтированной тиристорами 50 и 51 и включенной в диагональ моста на диодах52-55, подключенного встречно квходным выводам 56 и 57.Устройство работает аналогичноописанному выше,Применение в инверторе дополнительных трансформаторов, включенных по5 9859 ,ледовательно с"конденсаторами в ди- агонали тиристорных мостов, позволя" ет создать обратимый инвертор, работающий устойчиво на повышенных частотах как в режиме потребления В энергии с входных вюводов, так и в режиме рекуперации энергии с выходных выводов на входные. Кроме того, существенным образом .повышаются регулировочные.характеристики инверторов что, в свою очередь позволяет расчитывать элементы инвертора (дроссель. конденсаторы, трансформаторы) на оптимальную. частоту, которая может быт.ь достаточно высокой 2 5 кГц13 что, в конечном счете, улучшаетвесогабаритные показатели устройства в целом,Формула изобретенияИнвертор напряжения, содержащий 20 подключенные к источнику питания два последовтельно соединенные через обмотки дросселя тиристорных моста с конденсаторами в диагоналях переменного тока, причем общая точка 2 ф обмоток дросселя соединена с первым 03 . - ввыходным выводом, а второй выходнойвывод подключен к средней точке ис,точника питания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширенияФункциональных возможностей за счетпридания свойства обратимости, онснабжен двумя встречными мостамидиодов и двумя трансформаторами,первичная обмотка каждого из которыхвключена последовательно с конденса"тором соответствующего. тиристорного .моста, в вторичная обмотка зашунтиро"вана двумя введенными встречно-параллельно соединенными тиристорами ивключена в диагональ переменноготока соответствующего встречного моста диодов, подключенного к источникупитания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеСправочйик по преобразовательной технике, Под ред. И.И.Чиженко. Киев, "Техника", 1978,с. 145, рис 3-50.2. Авторское свидетельство СССРй 57096 б, кл. Н 02 И 7/5151975985903Фиг.Л ВНИИПИ Заказ 10180/ Тираж 721 Подписное Филиал ППП "Патент", ,Ужгород,ул.Проектная