Автономный трехфазный инвертор

ОЛЙСАНЙЕ ЙЗОБРЕТЕН ЙЯ р 7146 ООбликоиано 05.02. 80. Бюллетень,% та опубликования описания 10.02.8 Б. Литовченко, О. С. Назаров, Н-ЮХНЫИ ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОИзобретение относится к электротехнике, к автономным инверторам, предии;наченным для питания асикхронных тяговых электродвигателей на электровозахи тепловозах от источника постоянногоили пульсирующего тока,Известны автономные трехфазные инверторы, содержащие мосты основныхи коммутирующих тиристоров, узел коммутации 11 и 2.Наиболее бдизким по техническойсущности является трехфазный инвертор,содержащий силовые и коммутирукнциетиристоры, обратные диоды, а также об 35ший коммутируюший блок с конденсатором,вспомогательными тиристорами и коммутирующим дросселем, выполненным "с двумя обмотками, каждая из которых соединена, соответственно, с коммутирующимитиристорами и с общей точкой, образованной встречно включенными диодамисоответствуюшкх сбрасывающих цепочек,через которые одна из обмоток конденса 2тора связана с входными зажимами инвертора 3.При работе инвертора впроцессе включения силового тиристора разряд предварительно заряженного коммутирующего конденсатора происходит по контуру, содержашему коммутирующий и вспомогательный тиристоры обмотку дросселя, один из встречно-включенных диодов сбрасываюшей цепочки и обратный диод, подицоченный параллельно выключенному. силовому тирнстору. При этом, к выключаемому тиристору в обратном направлении будет приложено напряжение, равное падении напряжения на открытом обратном диоде. Известно, что время восстановдения вентильной прочности тиристоров обратко пропорционапьно величине напряжения прикладываемого в обратном направлении к выключаемому тиристору. Поэтому в известном автономном инверторе параметры коммутируюшего блока выбирают из условия обеспечения времени выключения тиристоров.в 2-3 раза прев 1;11111 Ю)це) и 11 С 11 орТ 110 е 111)е 11 я вОССтвцовлеЦ 11 иЦц)1,)О ИЗОбр.Тецця яВЛястся ПОВЫц 1 ЕНИЕцвпежцостц работы автономного ицверторв 11 утем увеличения Обратного напряжения на Выклточенцом тиристоре.Это достигается тем, что в известномввтоцомцом трехфвзцом ццверторе обрат" ные диоды исключавэтся и.х схемы инвертора. Нротекание реактивного тока нвгрузии в этом случае происходит через однц из встречно-включенных диодов сбрасываюпей цепочки и коммутирующий тирнстор. С целью стабилизации времени перезарядв коммутирую 1 цего конденсатора концы обмоток коммутирующего дросселя, подключенные к коммутирующим тиристорам, могут бьггь обьединены между собой. Для устранения циркуляции энергии в контуре, образованном обмотками коммутирующего дросселя и двумя диодами сбрвсыввющих цепочек, подключенными к одной из обклвдок коммутирующего конденсатора, указанные диоды заменены тиристорвми.С целью упрощения схемы инверторапри использовании групповой коммутации внодных или катодных силовых тиристоров, коммутирующие тиристоры заменены коммутирующими диодами, в коцмутирую 1 ций дроссель выполнен с числом обмоток вдвое превьццаошим число фаз, причем один конец каждой из обмоток соединен соответственно с коммутирующим диодом, в другой с общей точкой соответствующей сбрасываю 1 цей цепочки.Нв фцг, 1 изображена принципиальнаясхема автономного трехфазного инверторв; ца фиг, 2 - схеме того же инверторв при использовании принципов групповой к(эмму гацииАВтОБОмный инвертор (по фиг, 1) содерж 11 т силовые тиристоры 1-6, соединенные в мостовую трехфазную схему, подключенную ко входным выводам. К выходным выводам этой схемы подключают клеммы нагрузки., К этим же выводам подключены коммутиру 1 ощие вентили, в качестве которых использованыВ.тиристоры 7-1,2, Катоды тиристоров 7,9 и 11 обьединены и подключены к обмотке 13, в аноды 8,10 и 12 - к обмотке 14 коммутирующего дросселя.Ко входным выводам подключенывспомогательные тцристоры 15 и 16, К их средней точке подключенаобкладка коммутирующего конденсатора 17, другая Обклвд 11 в которого посредством сбрв 4600 4СЫЕ)Г 1 Ю 1 Ш 1 Х ЦЕЦОЧЕК СОСТОЯЦШХ ИЗ ДОПОЛ цительцых Встречно-включенных тиристоров 18 и 19 и диодов 20 и 21, соединена с входць 1 ми выводами инвертора,К средним точкам этих цепочек подключены концы обмоток 13, 14 коммутирующего дросселя,Автономный ицвертор (по фиг. 2). отличается тем, что в нем коммутирующий дроссель выполнен многообмоточным, 13 и 14, в в качестве коммутирующихвентилей использованы диоды 22-27.Причем катоды диодов 22,24 и 26 соединены с обмотками 13, в аноды диодов23,25 и 27 - с обмотками 14 коммутирующего дросселя. Другие концы обмоток 13 и 14 коммутирующего дросселяподключены к средним точкам соответствующих "сбрвсыввющих" цепочек.эо Инвертор (фиг. 1), работает следующим образом.Трехфвзное переменное напряжение навыходах А, В и С формируют путем поочередного включения и выключения тирис 25 торов 1-6, Лля выключения, например,тиристора 1 конденсатор 17 долженбыгь заряжен с полярностью, как показано на фиг, 1. При этом включают тиристоры 15, 18 и 8 вследствие чегозр конденсатор 17 перезвряжается по контуру, содержащему тиристоры 15 и 18,обмотку 14 дросселя, тиристор 8 и нагрузку. При открытом тиристоре 8 к силовому тиристору 1 прикладывается вЗ 5 обратном направлении .напряжение, практически равное напряжению на коммутирующем конденсаторе. При этом силовойтиристор 1 обесточивается и выключается. В момент, когда напряжение на кон 4 о денсаторе 17 по величине станет равнымнапряжению источника, а по знаку - противоположно полярности, указанной нафиг. 1, реактивный ток нагрузки и обмотки 14 дросселя начинает протекать45 по цепи: от вывода "минус" источникачерез диод 19, обмотку 14 дросселя,тиристор 8 к фазе А и далее через нагрузку к выводу плюс" источника.ЯВ случае, если обмотки 13 и 14 коммутирующего дросселя соединены между собой, как показана цп фиг. 1 штриховой линией, то процесс выключения,например, тириеторв 1 происходит сле 55дующим образом. При включении тиристо 1)ов 8, 1 ф и 18 конденсатор 17 цвчицвет разряжаться по двум цепям; первая - "плюс" источника, тцрцсторы 15и 18, обмогки 14 и 13 дросселя ц4600 Формула изобретения 1, Автономный трехфазный инвертор,содержащий подключенный ко входнымвыводам мост силовых тиристоров, мосткоммутирующих вентилей, коммутирующийконденсатор, связанный со входцыми вьдводами одной обкладкой - через вспомоггательные тнристоры, а другой обклад-.кой - через цепочки, образованные, каждая дополнительными встрено-включенными вентилями и диодом, общие точкикоторых соединены с Одними концамиобмоток коммутирующего дросселя, адругие концы последних соединены с соответствующими коммутирующими вентилями, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что,с целью повышения надежности, в качестве дополнительньгх вентилей, соединенных с упомянутой другой обкладкойкоденатора, ипользованы тиристоры.2. Инвертор по и, 1. о т л и ч а юш и й с я тем, что другие концы обмоток коммутирующего дросселя объединены между собой,3. Инвертор поп. 1, отл ич аюш и й с я тем, что в качестве коммутирующих вентилей использованы. диоды,коммутирующий дроссепь выполнен счислом обмоток в ва раза превышаю 45щим число фаз, пр чем другие концыОбмоток соединены с соответствудошимнкоммутирующими диодами,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе,501. Авторское свидетельство СССРИР 279782, кл. Н 02 М 7/515, 1968.2, Патент ВеликобританииМ 1344867, кл. Н 2 Г, 1972.3. Авторское свидетельство СССР14 543111, кл, Н 02 М 7/515, 1975,5 71 диод 2 1; вторая - "плюс источника, тиристоры 15 и 18, обмотки 14 дросселя, тиристор 8, нагрузка и "минус" источника питания, При этом к тиристору 1 прикладывается обратное напряжение, равное паденидо напряжения на обмотке 13 дросселя. Прн достижении на конденсаторе 17 напряжения равного по величине напряжению источника и обратного, по напряжению, укаэанному на фиг. 1, откроется диод 20 для пропуска реактивного тока. Далее процесс в схеме протекает описанным выше способом.Трехфазное переменное напряжение на выходах А, В, С инвертора фиг, 2 формируют путем поочередного включения и выключения тиристоров 1-6. При этом в схеме инвертора происходит одновременное выключение тиристоров анодной или катодной групп, что позволяет осуществлять широтно-импульсное регулиро вание выходного напряжения инвертора. Так, например, при полярности напряже- ния конденсатора 17, указанной на фиг, 2, возможно выключение любого нз тиристоров 1,3,5 анодной группы, и .наоборот.Рассмотрим работу схемы на примере выключения тиристоров 1 и 3. Пусть во включенном состоянии находятся тиристоры 1,3 и 6. При включении тиристоров 15 и 18, конденсатор 17 начинает перезаряжаться по цепи: "плюс" источника, тиристоры 15 и 18 и далее по следующим трем контурам: первый - обмотка 14 дросселя, диоды 23, 22, обмотка 13, диод 21, "плюс" источника, второй - обмотка 14, диоды 25, 24, обмотка 13, диод 21, "плюс" источника и третий - обмотка 14, диод 27, тиристор 6, минус" источника, При разряде" конденсатора по первым двум контурам происходит постепенное вытеснение тока из силовьм тиристоров 1 и 3, после чего к ним прикладывается обрат.ное на-, пряжение, и они выключаются. По достижении напряжения на конденсаторе равного йо величине напряжению источника и противоположного по знаку, показанному на фиг. 2, реактивный ток нагрузки и обмоток 14, коммутирующего дросселя начинает протекать по цепи: дирд 20, обмотки 14, диоды 23, 25, фазы А, В, С нагрузки, тиристор 6. Аналогичным образом работает схема при выключении других тиристоров. 6Технико-экономическая эффективностьдредложенного инвертора определяется тем, что в процессе выключения силовых тиристоров 1-6 к ним прикладывается обратное напряжение равное половине или полному напряжению коммутирующего конденсатора 17, Это позволяет в конечном счете повысить надежность работы инвертора, Исключение из схемы дио дов обратного моста упрощает схему инвертора и на 15-20% снижает мощность установленного оборудования;714600 И. ЖеребинаКовалева корректор ЮМакаренко аз 9309/57 Тираж 783 ЦНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, Р