Автономный инвертор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 4 Н 02 М 7/515, Н 02 САНИЕ ИЗОБРЕТЕ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики и Таллинский электротехнический завод им. М.И. Калинина(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 505099, кл. Н 02 М 7/42//Н О М 7/72, 28.02.76.2. Авторское свидетельство СССР В 811460, кл. Н 02 М 7/515, 07,03.81.3. Применение тиристорных преобразователей в электроэнергетике, Сб. М.: Энергия, 1872, с. 218. (54)(57) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий трехфазный тиристорный мост, выводы переменного тока которого соединены через коммутирующие конденсаторы с соответствующими выводами переменного тока трехфазного диодного моста, выводы постоянного тока последнего связаны с одноименными выводами постоянного тока тиристорного моста через коммутирующие тиристоры, а т -же задаыций генератор и блок распределения, формирующий управляю; 801246301 щие импульсы для тиристорного моста и коммутирующих тиристоров, причем выход задающего генератора подключен к первому входу блока распределения, который своими выходами связан,с управляющими переходами тиристоров, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью уменьшения стоимости за счет снижения максимальных напряжений на коммутирующих конденсаторах и венти 1лях инвертора путем стабилизации этих напряжений и предотвращения появления неконтролируемой постоянной составляющей, .он дополнительно снабжен дифференциальным усилителем, пороговым элементом с гистерезисной характеристикой и двумя делителями напряжения, причем первые плечи делителей содержат трч собранные в звезду резистора выводы которых подсоединены к выводам переменного тока тиристориого и диодного мостов . соответственно, резисторы вторых плечей делителей включены между ну-левыми точками звезд и землей, выхо-. ды делителей подключены к инвертирующим и неинвертирующим входам дифференциального усилителя, выходом связанного через пороговый элемент с вторым входом блока распределения.1 124630Изобретение относится к электро-" технике, в частности к силовой преобразовательной технике.Известен автономный инвертор для управления асинхронным двигателем,5 выполненный по трехфазной мостовой схеме содержащий накопитель на конденсаторах, источник напряжения с зарядным дросселем, коммутатор на тиристорах, задающий генератор, дискретО ные фазовращатели г. датчиком управления и элемент временной задержки 1,Недостатком этого автономного инвертора является искажение формы выходного напряжения неканоническими гармониками от слабозатухающих колебательных процессов обмена энергией между индуктивностями рассеяния асинхронного двигателя и конденсаторами накопителя, которые в данном инвертбре не отделяются от нагрузки в межкоммутационных интервалах, 1(роме того, возможность появления постоянной составляющей на конденсаторах накопителя, что приводит к асимметрии углов восстановления тиристоров, т.е. к снижению коммутационной устойчивости. Постоянная составляющая напряжения на конде.гсаторах накопителя появляется при любой несимметрии управления из-за наличия в датчике управления трансформатора, через который инфор - мация о постоянной составляющей не передается.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату к известггому устройству является автономный инвертор, содержащий щ -фазный тиристорный мост, выводы переменного тока которого соединены через коммутирующие конденсаторы с соответствующими выводами переменного тока ъ -фазного диодного моста, а выводы постоянного тока диодного моста связаны с одноименными выводами постоянного тока тиристарного мостачерез коммутирующие тиристоры, включенные согласно с диодами. управление тиристорами осуществляется от задающего генератора, выход которого подключен к входу блока распределения, распределяющего отпирающие импульсы по управляющим переходам тиристоров, Б инверторе коммутирующие конденсаторы отключаются от нагрузки в межкоммутационных интервалах при достаточно ьысоких значениях соп. ротивления демпфиругвщего резистора,40 452 1246На фиг, 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы.Тиристоры 1-6 образуют тиристорный мост 7, а диоды 8-13 - диодный5 мост 14. Выводы переменного тока тиристорного моста 7 соединены через коммутирующие конденсаторы 15 с соответствующими выводами диодного; моста 14. Выводы постоянного тока этого моста связаны с одноименными выводами тиристорного моста 7 через коммутирующие тиристоры 16 и 17. Напряжение на коммутирующих конденсаторах 15 измеряется двумя делителями 18 напряжения, одно плечо каждого из них содержит три резистора 19, собранные в звезду и подсоеди - ненные к выводам переменного тока мостов 7 и 14. Измерительные резисторы 20 делителей 18 включены между нулевыми точками звезд резисторов 19 и землей. Выходы делителеи соединены с инвертирующими и неинвертирующими входами дифференциального усилителя25 21, Его выход подключен к входу порогового элемента 22 с гистерезисной характеристикой, предназначенного для определения момента времени, соответствующего достижению напряжением на коммутирующих конденсаторах задан 30 ного значения. Выход порогового элемента 22 соединен с одним из входов блока 23 распределения, распределяющего отпирающие импульсы по переходам управления тиристоров 1-6, 16 и 17. К другому входу блока 23 под - ключен выход задающего генератора 24.Работа устройства поясняется временной диаграммой (фиг. 2), на которой показаны импульсы 25 задающего генератора, выходное напряжение 26 делителей 18 и усилителя 21, импульсы 27 и 28 управления тиристорами 17 и 16 соответственно, импульсы 29- 31 управления тиристорами 1, 3 и 5 анодной группы тиристорного моста 7 и импульсы 32-34 управления тиристорами 4, 6 и 2 катодной группы тиристорного моста 7.Инвертор работает следующим образом.Рассмотрим для определенности межкоммутационный интервал, на котором включены тиристоры 1 и 2 моста 7, При этом все остальные вентили схемы 55 выключены (как тиристоры, так и диоды). Коммутирующие конденсаторы отключены от нагрузки и заряжены за 301счет процессов предыдущей коммутации. Полярность напряжения на них показана без скобок (фиг. 1). Такой полярности соответствует нижний (отрицательный) уровень выходного напряжения на выходе дифференциального усилителя 21 относительно оси 26 (фиг. 2).Пороговый элемент 22 гистерезисного типа находится при этом в одном из своих устойчивых состояний, в соответствии с которым блок 23 вырабатывает импульсы управления тиристорами 1 и 2, подтверждая их включение.При проходе очередного импульса задающего генератора 24 блоком 23 снимается импульс управления с тиристора 1 и подается импульс управления на тиристор 16 (импульс управления тиристором 2 сохраняется),Под действием напряжения на конденсаторе 15, связанном с тиристором 1, происходит выключение этого тиристора. Через тиристор 16, диоды 8 - 10 и нагрузку начинается перезаряд конденсаторов 15 до полярности, показанной в скобках (фиг.1). Выходное напряжение усилителя 21 также изменяется по восходящей линии относительно оси 26. Состояние порогового элемента 22 не меняется за счетгистерезиса до тех пор, пока напряжение на конденсаторах 15 не достигает уровня, определяемого уставкой порогового элемента 22 и величиной его гистерезиса (верхняя ограничительная линия относительно оси 26 1 фиг. 2). В течение времени перезаряда блок 23 распределения продолжает вырабатывать импульсы управления тиристорами 16 и 2.При перезаряде конденсаторов 15до заданного уровня происходит срабатывание порогового элемента 22 и переход его в другое устойчивое состояние. Блок 23 при этом прек,вращает подачу импульса на тиристор 16 и включает очередной тиристор 3 анодной группы моста 7 (оси 28 и 30, фиг. 2). Тиристор 16 и диоды 8 - 10 выключаются под действием напряжения на конденсаторах 15, после чего начинается очередной межкоммутационный интервал работы инвертора, на котором включены тиристоры 3 и 2 моста 7. Все остальные вентили инвертора при этом выключены, а конденсаторы 15 отключены от нагрузки. Длительность межкоммутационного интервала определяется периодом работы задаю 12 щего генератора 2.1, т.е. выходной частотой инвертора.При поступлении следующего импульса задающего генератора 2 ч блок 23 снимает импульс управления : тиристора 2 и включает тирнстор 1/, Тем самым начинается коммутапионный процесс в катодной группе вентилей инвертора, аналогичный описанному, Коммутационный процесс заканчивается в момент переэаряда конденсаторов 15 до значения напряжения на них, соответствующего нижней ограничительной линии относительно оси 26 фиг, 2), Зто значение определяется так же, как и в предыдущем коммута- цион;эм процесс", ставкой срабатывания порогового элемента 22.Таким обраэог максимальные уровни напряжений на конденсаторах строго фиксированы и определяются наст- ройкой порогового элемента 22, причем эти уровни соответствуют реальным значениям напряжений на конденсаторах, поскольку они измеряются с помощью делителей 18 на резистора х 19 и 20, через которые передаются все составляющие этих напряжений 6301включая постоянную составляющую,если она появляется, Тем самым достигается выполнение повышение точности стабилизации напряжения накоммутирующих конденсаторах и предотвращение появления па них неконтролируемой постоянной составляющей.Достигаемое в предлагаемом инверторе повышение точности стабилизации 10 напряжения на коммутирующих конденсаторах 15 позволяет снизить максимальные значения этих напряжений на20-30 Е при сохранении требуемой коммутационной устойчивости, Снижение 1 Б уровней напряжений на конденсаторах15 позволяет уменьшить класс применяемых тиристоров и диодов, а в высоковольтных установках на напряжения 6-10 кВ снизить число последова тельно включенных тиристоров и диодовсоответственно на 20-307 Стоимостьвентильного .оборудования укаэанныхпреобразователей составляет 2040 тыс. руб. Уменьшение количества 25,циодов и тиристоров, устанавливаемыхв одном преобразователе, дает экономию 8-12 тыс. руб на один преобразователь,1246301 27 Составителедактор Н. Бобкова Техред В. Круглова Корректор С.,Шекмар Заказ 4017/52ВНИИ одписно 4 5 3035,роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная Государс елам изо сква, Жаж 631енного комитетаетений и открытРаушская наб,