Гибридный инвертор

СОВХОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к преобразовательной технике и м,б, использовано в системах злектропривода, Целью является повышение надежности, Устр-во содержит тиристоры 1-6, подключенные к источнику через транзистор 7. Защитная цепь состоит из диода 8, резистора 9 и конденсаторов 10 - 12. К тиристору 26 подключена дополнительная защитная цепь из диода 27, конденсатора 28 и резистора 29, На протяжении всего цикла работы напряжение на транзисторе 7 не превышает напряжения источника питания, 1 З.п. ф-лы, 4 ил,Изобретение относится к промышленной электронике и может быть использовано в системах электропривода иэлектропитания для.преобразования постоянного тока в переменный,Целью изобретения является повышение надежности,На фиг.1 представлена схема гибридного инвертора; на фиг,2 - схема инверторадля режима паузы ШИМ; на фиг.3 и 4 -варианты выполнения схем гибридного инвертора.Инвертор фиг.1) содержит трехфазныймост, состоящий из анодной и катоднойгрупп силовых ключей.В анодную группувходят неполностью управляемые силовыеключи - тиристоры 1 - 3. Катодная группасоставлена тремя полностью управляемыми силовыми ключами, В варианте схемыинвертора по фиг,1 катодная группа состоитиз трех тиристоров 4 - 6 и транзистора 7,включенного последовательно по отношению к тиристорам. Силовые ключи катоднойгруппы снабжены защитной цепью, состоящей из диода 8, резистора 9 и конденсаторов 10-12. Входы трехфазного мостаподсоединены к выводам источника 13 питания, а выходы подключены к элементам14 - 16 трехфазной нагрузки и входам обратного диодного моста, состоящего из диодов17 - 22. Между выходами трехфазного мостаи выводом источника питания, соединенным с транзистором 7, включены три обратных диода 23-25, К выходам обратногодиодного моста, изолированным от другихцепей инвертора, подсоединен тиристор 26с дополнительной защитной цепочкой, состоящей из диода 27, конденсатора 28 ирезистора 29,Режим работы инвертора определяетсясостоянием тиристоров, диодов, транзистора. В основном рабочем режиме открытытранзистор 7 и пара тиристоров, например1 и 5, через которые к источнику 13 питанияподключены элементы 14 и 15 нагрузки(фиг.2). Конденсатор 11 защитной цепи разряжается до напряжения, близкого к нулю,через резистор 9 и открытые транзистор 7 итиристор 5, Конденсатор 28 заряжается поцепи: тиристор 1, диоды 17, 27 и 21, тиристор 5, транзистор 7 до напряжения источника 13 питания.Для перехода в режим паузы ШИМ сигналом управления закрывается транзистор7, Тиристоры 1 и 5 некоторое время остаются открытыми. Конденсатор 11 заряжаетсятоком цепи, содержащей источник 13 питания, тиристор 1, элементы 14 и 15 нагрузки,диод 8, Напряжение на транзисторе 7 в течение времени его закрывания не превыша 5 10 15 20 25 30 35 40 ет чапряжения источника питания, что обеси чивается выбором емкости конденсатора 11. После выдержки времени, достаточной для закрывания транзистора 7, сигналом управления открывается тиристор 26, и напряжение на транзисторе 7 до момента закрывания тиристоров 1 и 5 устанавливается близким к напряжению источника 13 питания, так как напряжение между выводами элементов 14 и 15 нагрузки близко к нулю, Инвертор работает в режиме паузы ШИМ либо переходит в режим динамического торможения, если ток в элементах 14 и 15 нагрузки изменит направление.Для перехода в другой режим работы необходимо сначала закрыть тиристор 26, что возможно после завершения процесса закрывания тиристора 1. Закрывание тиристора 26 производится после открывания сигналами управления тиристора 5 и транзистора 7. Ток нагрузки переходит из цепи: диод 18, тиристор 26, диод 20 в цепь. тири- стор 5, транзистор 7, диод 23 при условии, что суммарное напряжение на элементах этой цепи меньше, чем предыдущей, В противном случае, который возникает, например, при использовании составного транзистора 7 с повышенным остаточным напряжением в открытом состоянии. в цепь последовательно с тиристором 26 необходимо включить элемент с характеристикой встречной по отношению к току источника ЭДС, например низковольтный стабилитрон 30, После закрывания тиристора 26 инвертор продолжает работать в режиме паузы ШИМ либо в режиме динамического торможения, для обеспечения которого необходимо открыть тиристор 4,На протяжении времени паузы ШИМ или динамического торможения происходит разряд конденсатора 28 через резистор 29. После завершения процесса закрывания тиристора 26 инвертор из режима паузы ШИМ может быть переведен в основной режим, для чего открывается тиристор 1, либо из режима динамического торможения в режим противдвключения открыванием тиристора 2,Для перехода в режим противовключения из режима паузы ШИМ сначала закрывается сигналом управления транзистор 7, Ток нагрузки при этом заряжает сначала конденсатор 11 через диоды 8 и 23, а затем, когда напряжение на конденсаторе 11 срав-. няется с напряжением на конденсаторе,28, величина которого ниже напряжения источника 13 питания, через открывшиеся диоды 18 и 20 начинается заряд конденсатора 28. Емкость этого конденсатора выбрана до 1683156статочно большой с тем, чтобы эа время запирания тиристора 5 напряжение на конденсаторе 28, а значит, и на транзисторе 7 увеличилось незначительно, Спустя некоторое время, достаточное для закрывания ти ристора 5, открываются тиристорц 2 и 4 и транзистор 7. Инвертор переходит в режим противовключения.Аналогично переходу инвертора в режим противовключения производится сме на работающих элементов нагрузки при переключении фаз. После закрывания транзистора 7 и тиристора 5 открываются тиристорц и транзистор, соответствующие новой комбинации работающих элементов 15 нагрузки.Таким образом, на протяжении всего цикла работы инвертора напряжение на транзисторе 7 не превышает напряжения источника 13 питания, благодаря чему повы шается надежность гибридного инвертора.Его преимуществом является также отсутствие индуктивных катушек, намотанных на общем сердечнике, трудоемких в изготовлении. 25Катодная группа силовых ключей инвертора может быть выполнена из транзисторов 31-33 (фиг.3), а тиристор с защитной. цепью 27, 28, 29 может быть заменен тран-зистором 34, снабженным своей защитной 30 цепью 27 - 29, 35. Такое решение имеет до. полнительное преимущество, заключающееся в повышении быстродействия гибридного инвертора, Это обусловлено меньшим временем закрывания транзисто ров по сравнению с тиристорами, а также тем, что благодаря полной управляемости транзистора, подключенного к изолированным выводам обратного диодного моста, для его закрывания не требуются дополни тельные переключения силовых элем-нг. катодной группы моста, когорые производятся в .,нзерторе, выполненном по схеме фиг,1, Кроме то; о, гибридный инвертор по схеме фиг,3 и,;,: т маньи;ее число одновремеыо работа- их силовых ключей, чем инвертор по с;,а э фиг.1, что способствует повышению надежности и КПД.Гибридный инвертор фиг,4) имеет повышенную надежность, так как при прочих равных условиях а основном рабочем режиме под токовой нагрузкой находится один транзистор, а не два, как в серийном гибриднрм инвертс ре,Формула изобретения 1. Гибридный инвертор, содержащий подключенный к входным выводам е-фаэнцй вентильный мост, в качестве вентилей одной группы которого использованы тиристоры, а в качестве вентилей другой группы - полностью управляемые ключи, выполненные в виде а тиристоров и последовательно соединенного с ними одного транзистора и эашунтированные обратными диодами и защитной цепью, причем выводы переменного тока вентильного моста соединены с выходными выводами и выводами переменного тока а-фазного обратного диодного моста, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, к выводам постоянного тока в-фаэного обратного диодного моста подключен введенный силовой управляемый ключ с дополнительной защитной цепью.2. Инвертор по п,1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что упомянутый силовой управляемый ключ, подключенный к выходам пт-фаэного обратного диодного моста, выполнен в виде последовательно соединенных тиристора и стабилитрона, 1683156Заказ 3421 Тираж ВНИИПИ Государственного комитет 113035, Москва, И. Жеребинаргентал Корректор М, ШарошиПодписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРЖ, Раущская наб., 4/5