Трехфазный инвертор

(щтг СВИДЕТЕЛЬСТВ АВТОРСН рующихго то М 7О.Е.Мухаеврдена Трудовогоолитехнический именногочемных и др. Судовыеодниковые) предостроение",3768001,тельство СССР7/515, 1975,тельство СССР7/515, 198254)(57) ащий мо киоды по лючены глажив г.ими выв ули дросселго ГОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЧЙТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР, содер т основных тиристоров, выояниого тока которого подвходным выводам через ющий дроссель, и мост рег тиристоров, выводы постоянно-.ка которого подключены к одноным выводам обмоток двухобмоточкомпенсирующего дросселя, привыводы переменного тока указан- мостов соединены между собой и образуют выходные выводы инвертора, к которым подключены коммутирующие конденсаторы, соединенные звездой, о т л и ч а )О щ и й с я тем, что, с целью расширения области использования путем расширения диапазона регулирования выходной частоты, он снабжен четырьмя дополнительными тиристорами, которые соединены встречно-последовательно в две разнополярные группы, включенные между соответствующими выводами постоянного тока моста регулнрукщих тиристоров и нулевой точкой звезды коммутирукщрх конденсаторов, при этом общие точ тиристоров в группах соединены с друодами обмоток компенсирующеИзобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в системах электро питания на повышенных частотах.Известны трехфазные инверторы, в которых для стабилизации выходного напряжения применен обратный выпрями-. тель, выводы постоянного тока которо. го через сглаживающие реакторы подключены к входным зажимам инверто ра 1 и 23.Однако в этих устройствах через мост основных тиристоров проходит не только активная мощность нагрузки, но и активная мощность обратного выпря мителя, что приводит к увеличению установленной мощности элементов инвертора.Известен также трехфазный инвертор, содержащий мост основных тирис торов, выводы постоянного тока которого соединены с входными выводами через обмотки сглаживающего реактора, и два регулирующих тиристорных моста, между выводами постоянного тока 25 которых включены обмотки компенсирующего реактора, причем выводы пере.менного тока указанных мостов соединены между собой и подключены к выво. дам коммутирующих конденсаторов,а З 0 обмотки сглаживающего и;.,омпенсирующего реакторов размещены на одном магнитопроводе 131.Недостатком данного инвертора является его сложность, обусловленная большим количеством регулирующих тиристоров в устройстве компенсации реактивной мощности. Наиболее близким к изобретению по 40 технической сущности является трехфазный инвертор, содержащий мост основных тиристоров, выводы постоянного тока которого подключены к входным выводам через сглаживающий реак тор, мост регулирующих тиристоров, выводы постоянного тока которого замкнуты на двухобмоточный компенсирующий реактор, а выводы переменного тока указанных мостов соединены меж ду собой и образуют выходные выводы инвертора, к которым подключены коммутирующие конденсаторы, соединенные звездой, при этом обмотки компенсирующего реактора соединены последова тельно-встречно, а их общая точка подключена к нулевой точке звезды коммутирующих конденсаторов 14. Жесткость внешней характеристики в инверторе обеспечивается устройством компенсации реактивной мощности, содержащим мост регулирующих тиристо. ров и двухобмоточный компенсирующийреактор. При этом стабилизация выходного напряжения в инверторе призаданных пределах изменения нагрузки и заданном значении угла проводимости регулирующих тиристоров возможна только при фиксированной частоте инвертирования, что ограничивает функпиональные возможности инвевтора и область его применения,Целью изобретения является расши. рение области использсвания путемрасширения диапазона регулированиявыходной частоты.Указанная цель достигается тем,что трехфазный инвертор, содержащиймост основных тиристоров, выводы постоянного тока которого подключены к входным выводам через сглаживающийдроссель, и мост регулирующих тиристоров, выводы постоянного тока которого подключенык одноименным выводам обмоток двухобмоточного компенсирующего дросселя, причем выводы переменного тока указанных мостов соединены между собой и образуют выходные выводы инвертора, к которым подключены коммутирующие конденсаторы, соединенные звездой, снабжен четырьмядополнительными тиристорами, которые соединены встречно-последовательно в две разнополярные группы, включенные между соответствующими выводами постоянного тока моста регулирующих тиристоров и нулевой точкой звезды коммутирующих конденсаторов, при этом общие точки тиристоров в группах соединены с другими выводами обмоток компенсирующего дросселя.На фиг.1 показана схема инвертора, на фиг.2 и 3 - временные диаграммы токов и напряжений и графики, поясняющие принцип действия инвертора,Трехфазный инвертор содержит мост основных тиристоров 1-6 с дросселемв цепи питания и мост регулирующих тиристоров 8 13, выводы постоянного тока которого подключены к одноименным выводам обмоток 14 и 15 двухобмоточного компенсирующего дросселя 16.Выводы переменного тока мостов 1-6 и 8-13 соединены между собой и образуют выходные фазные выводы А, В и С инвертора; к которым подключены1141541 3коммутирующие конденсаторы 17-19,соединенные звездой. Схема инверторасодержит также дополнительные.тиристоры 20-23, соединенные встречно-по-.следовательно в две раэнополярные 5группы 20, 21 и 22, 23, причем тиристоры 20 и 21 включены между нулевой точкой звезды коммутирующихконденсаторов 17-19 и анодной группоймоста 8-13, тиристоры 22 и 23 - между нулевой точкой и катодной группойукаэанного моста. Общая точка анодовтиристоров 20 и 21 соединена с концом обмотки 14 дросселя 16, а общаяточка катодов тиристоров 22 и 23 с 15концом обмотки 15.Инвертор работает следующим образом,Коммутирующие конденсаторы 17-19периодически перезаряяаются в процес.се поочередной работы тиристоров, врезультате чего на выходе инвертораформируется трехфазное напряжение счастотой, соответствующей частоте управляющих импульсов. Стабилизация 25выходного напряжения инвертораосуществляется путем изменения вели-.чины реактивной мощности, потребляемой устройством компенсации, содержащим регулирующие 8-13 и дополнитель- З 0ные 20-23 тиристоры и дроссель 16 собмотками 14 и 15,В зависимости от алгоритма управления тиристорами 8-13 и 20-23 возможны два следующих основных режима 35работы устройства компенсации.В первом случае (фиг.2) тиристоры8-13 управляются одиночными импульсами в очередности, соответствующей ихнумерации. При этом момент подачи 40управляющего импульса на К-й регулирующий тиристор (К=8,9 13) смещен в сторону запаздывания на угол сотносительно момента отпирания(К)-го тиристора моста 1-6. Тиристоры 21 и 23 оставляют закрытыми, атиристоры 20 и 22 управляются последовательностями импульсов трехкратной частоты, которые формируются путем суммирования импульсов управления 5соответствующих тиристоров 8-13. При указанном алгоритме управления компенсация избыточной реактивной мощности коммутирующих конденсаторов 17-19.осуществляется путем подключе ния обмоток 14 и 15 дросселя 16 к участкам фазных напряжений. Так, например, при открывании тиристоров 8 и 20 обмотка 14 подключается параллельно конденсатору 17 и через нее протекает импульс тока, ускоряющий переэаряд конденсатора 17, а при открывании тиристоров 9 и 22 образуетс, контур с участием обмотки 15, ускоря ющий перезаряд конденсатора 19.Действующее значение основной гар моники фазного тока устройства компенсации описывается выражением 2 = - (Л - з 1 п Л ), Чл 3 уЬ где П. - действующее значение фазногонапряжения инвертора,Ь - индуктивность обмоток компенГсируннцего дросселя;Ы - круговая частота инвертирования,- угол проводимости регулирующихтиристоров.При другом, алгоритме управления (фиг.3) тиристоры 8-13 управляются сдвоеннымичерез 60 эл,град. импульсами, тиристоры 20 и 22 остаются закрытыми, а импульсы управления на тиристоры 21 и 23 подают синхронно с импульсами управления соответствующих .регулирующих тиристоров 8-13При данном алгоритме управления формиро вание импульсов тока компенсации происходит при подключении обмоток 14 и15 на участки линейных напряжений. Например, при отпирании тиристоров 8,13 и 21 ток обмотки 14 протекает под действием линейного напряжения ПДЬ =Од-ГВ, а при отпирании тиристоров8,9 и 23 - под действием разностинапряжений на конденсаторах 17 и 19.Действующее значение основной гармоники фаэного тока устройства компен. сации в этом случае определяется формулойд = -- Ъ- зпЛ3 УФч ДдЬ Таким образом, введение в схему дополнительных тиристоров 20-23 позволяет производить оперативную перестройку структуры устройства компенсации реактивной мощности, сопровождаемую изменением диапазона регулирования при неизменной величине индуктивности компенсирующего реактора и заданном значении угла проводимости Л регулирующих тиристоров. Это положительное свойство может найти применение, в частности, в тех случаях, когда по условиям эксплуатации1141541требуется осуществлять оперативное изменение частоты выходного напряжения преобразователя, построенного на базе предлагаемой схемы инвертора.Предйоложим,что при работе на часто те и реализуется первый из указанных алгоритмов управления, а на частоте Я - второй. Тогда для режима хо-, лостого хода могут быть записаны сле. дующие приближенные, равенства:Л- здп 1 3 (Л-з п 1 Л)ИС- - - -- ИСы 13 сд Ь где С - фазная емкость коммутирующихконденсаторов.Отсюда следует, что й)з 1 Зсо;Это означает, что при,изменении частоты инвертирования в УЗ раз, например при переходе с частоты 600 Гц на частоту 1000 Гц, сохраняется жесткость внешней характеристики инвертора без переключения секций батареи коммутирующих конденсаторов и изменения индуктивности компенсирующего дросселя.