Автономный инвертор напряжения
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1020944
Автор: Башин
Текст
СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) И Э(51) Н 02 М 5 Я УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ21) 3292181/24- 07)71) Ивановский филиал Всесоюзногоаучно-исследовательского и проектно-конструкторского института по автоматизированному электроприводув прома 1 ленности, сельском хозяйстве и. на транспорте(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 752691, кл. Н 02.М 7/515, 1978.2. ЗабрОдии Ю.С. Узлы принудительной конденсаторной коммутации ;тиристорОв. М "Энергия", 1954,3, Забродин Ю.С. Автономные тиристорные.инверторы с широтно-импульсным регулированием. М., "Энергия" у 1977, о. "8, рис. 3-17. ( 54) 57) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯ,ЖЕНИЯ, содержащий один и более мостов основных тиристоров, каждый с мостом диодов обратного тока, и об щий узел коммутации., включающий в себя цепь иэ последовательно связанных,между собой двух подэарядных : тиристоров, включенных межды вывоДами для поДключения к плюсу и ми 1 нусу источника питания два коммути,рующих дросселя, цепь из последова,ТЕЛЬНО СОЕДИНЕННЫХ ПЕрВОй ОбМОтКИ одного дросселя, двух комйутирую" щих тиристоров и первой обмотки другого дросселя, причем к общей точке; этих тиристоров подключена первая обкладка конденсатора, две сбросовые цепи из последовательно соединенных диода и второй обмотки соответствую" щего дросселя, первая и вторая обмотки которых соединены соглаоно, а один из электродов каждого диода подключен к одному иэ выводов для под- ключения к источнику питания, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения частотных возможностей и повышения функциональной надежности при колебаниях напряжения источника питания, он снабжен Е дозарядным дросселем, включенным последовательно в цепи между подзарядными тиристорами, средняя точка его обмотки подключена к первой обкладке конденсатора, первый и второй дроссели снабжены третьими обмотками, включенными между выводами для подключения к плюсу и минусу источника питания и выводами постоянного тока моста основных тиристо-. ров, а одноименные концы первых обмоток соединены между собой и под ключены к второй обкладке конденсатора и к выводу для подключения к нулевой точке источника питания,Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к автономным инверторам напряжения, и может .быть использоваНо, наПримеР, в установках регулируемого электро- привода, в частности мнагодвигательного электропривода. Известны автономные инверторнапряжения 1-3 3В известных инверторах к источни-., ку питания через узел коммутации подключены по крайней мере две пары тиристорных и диодных мостов. Узел коммутации состоит из двух коммутирующих дросселей, первичные обмотки которых шунтированы в обратном .Направлении обратными тиристарами и включены соответственно в положительный и отрицательный провода питания; а к вторичным через катодный и анод, 20 ный коммутирующие тиристоры подклю-. чен конденсатор, зарядного тиристора и двух разделительных тиристоров, эашунтированных каждый симметричным ограничителем напряжения и включенных 25 в положительный и отрицательный провода питания. К выводам постоянного- тока тиристарных мостов подключен дополнительный симметричный ограничитель напряжения 1 и 2. . ЗОПри использовании в инверторе такого узла коммутации возникают большие перенапряжения, что в конечном итоге приводит к повышению вентильности схемы, ее усложнению, Это является недостатком схемы, Кро-, ме того, дозаряд конденсатора происходит только после катодной коммутации, в результате чего начальное напряжение конденсатора перед катодной коммутацией ниже, чем на пряжение перед анодной коммутацией, чтоговорит о недоиспользовании ус-.:. тановленной мощности реактивных элементов. узла коммутации.Наиболее близким техническим ре шением к предлагаемому является ав.тономный инвертор напряжения, в котором к источнику питания подключены: в обратном направлении мост диодов обратного така, по переменному току подключенный к трехфазной нагрузке, включенный через первичные обмотки коммутируккцих драсселей, в прямом направлении мост основных ти- ристоров, па переменному току подключенный к укаэанной нагрузке, включенную в прямом направлении первую пару коммутируемых тиристоров, соединенных последовательно, включенные через диоды сброса сбросовые обмотки указанных дросселей. Парад лельно входу моста основных тиристоров подключена вторая пара коммутирукнцих тиристоров. Точки .соединения тиристоров в указанных парах соединены через конденсатор 33. Однако недостаточно высокая несущая частота узла коммутации снижает частоту выхода инвертора, особенно в случае применения нескольких пар из моста основных тиристоров и моста диодов обратного токаи нагрузок, когда несущая частотаузла коммутации должна быть по крайней мере на порядок выше максимальной частоты нагрузок. Высокий уровень.перенапряжений узла коммутации сни-жает надежность инвертора при высокихнапряжениях источника питания, либоснижает частотные свойства инвертора.Кроме того, наблюдаЕтся неустойчивость коммутации при возмущениях состороны источника,. что особенно существенно в случае применения нескольких пар из моста основных тиристоров и моста диодов обратноготока,Первый недостаток объясняемсяследуккцим Известно, что в узлахпоследовательной коммутации с индук"тивным сбросом излишней энергии интервал сброса имеет существенноезначение. Его увеличение значительно снижает частотные свойства инвертора. Этот интервал зависит оттрех факторов: уровня напряжениясброса, параметров контура коммутации Ск и Ь, величины обратного напряжения, При этом уровень наПряжения сброса и параметры контуракоммутации величины взаимосвязанныепри увеличении напряжения сброса 0увеличиваются прямые выбросы напряжения на тиристорах основного моста,что вынуждает применять более высококлассные тиристоры, а это .обычнотиристоры с большим временем выключения, и, следовательно, параметрыконтура коммутации растут. Крометого, параметры контура коммутациизависят.и от величины обратного напряжения, так как его уменьшениеснижает время приложения напряжения.Однако, начиная с некоторых значений, время нриложения обратного напряжения практически не зависит отвеличины абратного напряжения. Длясхемы прототипа согласно .2имеемо,1=-Я,Яьк соз цй+агМ у- - + ХО-Ос РЕ югде Е -. напряжение источника;Й Й 3 - безразмерные, коэффициенты,которые для схемы прототипаравны 1;3 - коэффициент нагрузки, равныйотношению Э,- амплитуды тока каммутацйи к току нагруз.ки Э,Г - коэффициент для схемы про+Етатипа .ОИ0 " Еэта зависимость представляет со- ,грузке. Последнее неизбежно привобой кусок коеинусоиды, смещенной по дит к аварии.Цель изобретения - раадирениеугол приложения обратного напря- частотных возможностей и повышениеФункциональной надежности при коле- .жеиия.+Х. 5 баниях напряжения источника питания,с тына . т / т г. . Поставленная цела дсстнгаетсяф1 . тем, что автономный инвертор напря"При= 2 и Е = 3, которые со- жения, содержащий один и более мост ответствуют усе = ЦоГ Е и со основных тиристаров, каждый с мостом =. У2 Е, угол Я увеличивается Я диодов обратного тока и общий узелЖ)при. 0,5 всего на 15, в то вре коммутации, включающий в себя цепьиз двух тпоследовательно связанныхкак Э :Е+О 1 между собой подзаряднык тиристороя, .мя как Э,=Рс(оц .: . включенных между вынодами для под- .и в л - 15 ключениЯ к плюсу и минусУ источника ;возрастает Уже на 50, а интервал питания, два ко утирую йх д сселя, сброса. также .на 50:р так как цепь из последовательно соединенныхлоб 21, первой облатки одного дросселя,об . двух коммутирующих тиристоров и перОчевидно, что увеличение Е более вой обмотки другого. дросселя, причем 2 либо заметно. увеличивает интер- . 2 О к общей точке этих тиристоров подвал сброса, либо увеличивает прямые ключена указанная первая обкладка вгыбРосЫ, напРЯжеииЯ:. . коифенсатоРа, Две сбРоСовые ЦепиТаким образом,. известная схема . из последовательно соединенных диимеет огранкченнйе частотные возмож- ода и второй обмотки соответствующе- : ности, особенно при больших нацря го дросселя, первая и вторая обмот-, женкях питания, ки которых соединены согласно, аВторой недостаток объясняется . один из электродов каждого диода тем,. что в прототипе между сбросо- подключен к одному извыводов для Вой обмоткой и:обМоткой, участвующей . подключения к источнику питания, " э процессе перезаряда, имеется транс. снабжен дозарядным дроеселем, вклюФорматоприай,. а не автотрансФорматор- ченным последовательно в.цепи между иая связь, При таком.виде связи -подзарядными тиристорами, средняя с учетом того, что.вкоммутирующих точка его обмотки подключена к перна дросселях есть воэдущгный- зазор,. вой обкладке конденсатора:, первый и индуктивности рассеяния имеют до- З 5. второй коммутирующие дроссели снабстаточно высокие значения. Поэтому жены третьими обмотками., включенными интервал перехода. тока С контура . между выводами для подключения к .:ПЕРЕзаряда в контур сброса и прямые плюсу и минусу источника питания выбросы напряжелния имеютповьиаенные и выводами постоянного тока моста значения. Ври,высоких уровнях на- основных тиристоров, а одноименные пряжения йсточника нитнания это име- концы первых обмоток соединенй меж.ет существенное значение и в конеч- ду собой н подключены к .второй об-. ном итоге приводит к снижению на- кладке. конденсатора и к выводу для пряжения сброса, т.е. к увеличению подключения к нулевой точке источпаузы .и .снижению .частееных свойств. ника питания.Третий .недостаток объясняется . 45 На Фиг, 1 приведена принципиальследующим. Как известно, Фазовые ная схема инвертора;.на Фнг. 2 - траектории колебательного переэаряда диаграммы управляющих импульсов,уэва коммутации прототипа имеют вид, Инвертор содержит- общий узел 1 .РаЬкручивающейая снйрали, ограничен-. коммутации, мосты 2 и 3 основных . иой явлением сброса. Поэтому для 5 О тиристоров, мосты 4 и 5 диодов обиормалъиой работы иввертора иеобхо- ратного тока. В узле 1 коммутации дИМ ХОтя бЫ Однн ХОЛОСтОй ПЕрЕЭаряд трЕтъя ОбМОтна ПЕРВОГО дрОсСЕЛя 6 при пуске инвертора. Следовательно, подключена концом к выводу для. под.при возмущениях са стороны источни- ключения к плюсу источника, началом ка, т.е. коротких эаьиканий на пи к анодной группе мостов 2 и 3 основ- тающих лийиях в цикле с противоава- ных тиристоров, а третья обмотка Рнйной автоматикой,.коротких заиыка- второго дросселя 7 йодключена конниях иа смежных линиях, несинхрон- цом к выводу для подключения к миных включениях частей. энергосисте- нусу источника,. началом к катодной мы,. качениях в системе и т.д., воэ- группе. мостов 2 и 3 основных тирис" можно. кратковременное снижение на О торов. К выводам для подключения к, пряжения на конденсаторе вплоть до плюсу и минусу источника подключена нуля, а при восстановлении напря- дозарядная цепь иэ анодного дозаряд,жения питания перезаряд его при не- ного тиристора 8, дросселя 9 и кавыключенных тиристорах основного тодного доэарядного тиристора 10, :моста и резко увеличивающейся на причем дозарядные тиристоры 8 и, 10подключены в прямом направлении. Конденсатор 11 одной обкладкой подключен к началам первых обмоток коммутирующих дросселей 6 и 7 и выводу для подключения нуля источника, а второй обкладкой - к средней точке дросселя 9 и через коммутирующие тиристоры 12 й 13 к концам первых и началам вторых обмоток коммутирующих дросселей 6 и 7. Диоды 14 и 15 сброса подключены в обратном НаПравлении к выводам для подключения к плюсу и минусу источника и к концам вторых обмоток коммутирующих дросселей 6 и 7.Автономный инвертор напряжения работает следующим образом.Узел коммутации служит для прерывания тока источника питания, причем частота коммутации этого узла по крайней мере на порядок ъщае максимальной выходной частоты инвертора, Частота выходного напряжения каждой пары иэ моста основных тиристоров и моста диодов обратного,тока регулируется независимо путем выбора соответствующего количества импульсов узла коммутации за период выходного напряжения, а напряжение- моментом включения тиристоров основного моста относительно коммутирующих импульсов,При отпирании тиристоров 8 конденсатор 11 заряжается до напряжения источника питания Б. При отпирании тиристора 12 проискодит коммутация тока тиристоров анодной группы и перезаряд конденсатора 11 до напряжения, задаваемого цепью сброса. затем отпирается тиристор 10, конденсатор 11 дозаряжается до,напряже ния 0,8 Б . При отпирании тиристора 13 происходит коммутация тока тиристоров катодной группы и переэаряЦ.,тиристор 8 и конденсатор 11 дозаряжаетсяДалее процесс повторяетсявновь.Схема инвертора построена такимобразом .фиг, 1, что есть возможностьполучить любые значения обратногонапряжения Б и напряжения сброса0 6. Например, при10+- 1 и К = -- .-2,5 И(0) = Е, а Ос =10 БЕ, при этом 15 прямые выбросй напряжения 0 = 1,5 Е.Такие соотношения соответствуют йаилучшим частотным свойствам при максимальных входных напряжениях источника. При переходе тока иэ цепиконденсатора в цепь сброса имеетсяавтотрансформаторная связв междупервой обмоткой дросселя и сбросо. вой обмоткой, состоящей иэ первойи второй обмотки. При таком видесвязи значительно снижается коэффициент рассеяния и индуктивность рас"сеяния. Это приводит к тому, что интервал перехода тока практическиравен нулю, а дополнительные выбросы,прямого напряжения отсутствуют.Применение цепи доэаряда позволяетповысить устойчивость коммутациипри:возмущениях со стороны питания.Так, например, при исчезновении питания напряжение на конденсаторе по степенно снижается, до нуля, а затем.при восстановлении питания оно впервом же периоде. возрастает до Е,т.е. на 25 больше, чем в установившемся режиме фиг. 2), Эти два факр тора заметно повышают устойчивостькоммутации./47 Тираж 687 НИИПИ Государственнпо делам изобрете 13035, Москва, ЖПодписноео комитета СССРий и открытийРаущская наб., д. 4
СмотретьЗаявка
3292181, 16.03.1981
ИВАНОВСКИЙ ФИЛИАЛ ВСЕСОЮЗНОГО НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО И ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКОГО ИНСТИТУТА ПО АВТОМАТИЗИРОВАННОМУ ЭЛЕКТРОПРИВОДУ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ, СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ И НА ТРАНСПОРТЕ
БАШИН ВАЛЕРИЙ НИКОЛАЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: H02M 7/515
Метки: автономный, инвертор
Опубликовано: 30.05.1983
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1020944-avtonomnyjj-invertor-napryazheniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Автономный инвертор напряжения</a>
Предыдущий патент: Инвертор с защитой от перегрузок и коротких замыканий
Следующий патент: Трехфазный мостовой инвертор с широтно-импульсным управлением
Случайный патент: Устройство для оформления канавок в геле