Автономный инвертор напряжения

(23)Приоритет по делам изобретений н открытийОпубликовано 07,02. 82, Бюллетень5 Дата опубликования описанчя 1 0,02.82(72) Авторы изобретения О.Г, Булатов, О.Б. Одынь, С.В. Одынь (С и Таль Эккард (ГДР) Московский ордена Ленина энергетически(54), Л 1 НЫЙ ИНВЕРТОР НЛПРЯИЕНИЯ нимальментов, о-габа- тельноИзобретение относится к электротехнике и может быть использованов устройствах электропривода и преобразователях частоты со звеном постоянного тока.Известны схемы автономных инверторов напряжения с узлами коммутации основных тиоисторов, построенные на основе однофазного тиристорного моста, в диагонали котороговключена коммутирующая цепочка изконденсатора и дросселя,Подобные схемы содержат миное количество реактивных элечто существенно улучшает массритные показатели преобразоваго устройства 11 и21,Однако в указанных устройствахимеет место общая или групповая коммутация основных тиристоров инвертора и, следовательно, не обеспечивается такой гармонический составвыходного напряжения, который достигается при повентильной коммутации тиристоров, например, меволнительных коммутаций на подЕ 3 .Наиболее близкой к предлагаемомупо технической сущности является схема автономного инверторэ напряжения,содержащего трехфазные мосты основных тиристоров и обратных диодов,однофазный мост коммутирующих тиристоров и три коммутирующих трансфороматора, две вторичные обмотки кажъдого из которых включены последовательно основным тиристорам соответствующей фазы инвертора, а первичные обмотки с последовательно подключенными распределительными тиристорами образуют три последовательные цепочки, соединенные параллельномежду собой и включенные в диагональпостоянного тока упомянутого однофазного моста, в диагональ переменного тока которого включены параллельно соединенные коммутирующийконденсатор и цепочка, состоящая из904153 5 1 О 15 20 с 5 ЭО Э 5 ао 45 50 55 последовательно с последовательнымицепочками и соединенного катодом сположительным входным выводом.На фиг, 1 представлена принципиальная схема автономного инверторанапряжения; на фиг. 2 - временныедиаграммы, поясняющие работу устройства на интервале коммутации,Инвертор содержит трехфазные мостыосновных тиристоров 1-.6 и обратныхдиодов 7-12, нагрузку 13, однофазныймост коммутирующих тиристоров 14-17и три коммутирующих трансформатора18-20 вторичные обмотки 21-26 которых включены последовательно основным тиристорам соответствующей Фазыинвертора, а первичные обмотки 27-29с последовательно подключенными распределительными тиристорами 30-32 образуют три последовательные цепочки,соединенные параллельно между собойи подключенные последовательно с вспомогательным диодом 33 в диагональпостоянного тока упомянутого однофазного моста, в диагональ переменного тока которого включен коммутирующий конденсатор 34, а между анодомвспомогательного диода 33 и отрицательным входным выводом включен дозарядный тиристор 35.Инвертор работает следующим образом.Пусть в начальный момент времени т.о открыты тиристоры 1 3 и 5 анапряжение на коммутирующем конденсаторе 34 имеет положительный потенциал на правой обкладке. В момент времени й начинается процесскоммутации тирйстора 1.Для выключения тиристора 1 подают импульсы положительного токауправления на тиристоры 14, 16 и 30.При этом конденсатор 34 начинаетперезаряжаться по контуру 34 - 1630 - 27 - 33 - 14 - 34, причем период,перезаряда приближенно (без учетаактивных потерь) выражается ФормулойТ = 27 ЕС,где С " величина емкости коммутирующего конденсатора 34;величина приведенной к первичной обмотке 27 индуктивности трансформатора 18.На первичной обмотке 27 в моментС появляется напряжение, равное(без учета падения напряжения в проводящих тиристорах 14, 16 и 30) напряжению на конденсаторе 34, Это на-.осуществляют отпирание дозарядного тиристора 35.Регулирование интервалапозволяет производить регулирование напряжения на конденсаторе 34, а значит и амплитуды коммутационного тока, что обеспечивает минимальные коммутационные потери при работе инвертора на изменяющуюся по величине нагрузку. Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известным заключается в повышении надежности работы инвертора при одновременном упрощении его схемы. Повышение надежности работы достигается благодаря включению в моментв контур коммутации источника питающего напряжения Ес, которое, транс" формируясь во вторичную обмотку коммутирующего трансформатора, направлено по отношению к запираемому основному тиристору в обратном направлении и потому облегчает условия еговыключения, а именно: снижает амплитуду выброса прямого анодного напряжения на основном тиристоре на этапедозаряда коммутирующего конденсатора и существенно увеличивает продолжительность приложения к запираемому ного напряжения в том случае, еслимомент включения дозарядного тиристора Й опережает моМент С, когда на основном тиристоре появляется прямое анодное напряжение (пунктирная кривая на фиг. 2 в, построенная для этого случая).Упрощение инвертора обеспечивается исключением двух линейных дросселей и использованием вместо двух дозарядных тиристоров одного дозарядного тиристора и вспомогательного диода. формула изобретения 5 904153 6пряжение трансформируется на вторичные обмотки 21 и 24. Коэффициенттрансформации трансформаторов 1820 выбирается таким, чтобы на вторичных обмотках появлялось напряжение большее по величине, чем напряжение источника питания Е,1. В этомслучае на запираемом основном тиристоре инвертора (в рассматриваемыйкоммутационный такт - это тирис Отор 1) появляется импульс обратногоанодного напряжения. Этот импульсприкладывается к тиристору 1 в момент времени(фиг, 2 в), когдавосстанавливает блокирующие свойства анодный р-и переход тиристора 1,При появлении на тиристоре 1 обратного анодного напряжения ток фазыА 14 переключается на обратный диод10, благодаря чему напряжение фазы ЗвА ОА изменяет полярность на противоположную практически без задержкиотносительно начала процесса коммутации тиристора 1 (интервалзанимает около 1 мкс). Это позволяет 2 зобеспечить жесткость внешней и линейность регулировочной характеристики инвертора,В момент с производят отпираниедозарядного тиристора 35 по цепи уп- зоравления, и начинается процесс доза- основному тиристору обратного анодряда конденсатора 34 по контуру34-16-30-27-35-Е 1-14-34, Наличиеисточника напряжения Ел в данномконтуре позволяет восполнить потериэнергии в конденсаторе 34, имеющиеместо на интервале времени сл-й.В момент йь ток в конденсаторе34, спадает до нуля, тиристоры 14,16, 30 и 35 выключаются, после чего Она вторичные обмотки 21 и 24 перестает поступать напряжение с перезаряженного конденсатора 34 и в момент времени с на тиристоре устанавливается напряжение, равное по величине напряжению источника питанияинвертора Е 4.Начиная с момента временив принципе возможна коммутация оце 50 редного основного тиристора инвертора. В последующий коммутационный такт сначала осуществляют отпирание тиристоров 15 и 17, в также того распределительного тиристора из числа 30- 32, который обеспечивает подачу обрат- ного анодного напряжения на очередной запираемый тиристор инвертора.Затем, спустя время задержки Автономный инвертор напряжения, содержащий подключенные ко входным выводам трехфазные мосты основных тиристоров и обратных диодов, а также однофазный мост коммутирующих тиристоров с коммутирующим конденсато-. ром в диагонали переменного тока, причем анодная группа моста соединена с положительным входным выводом; а катодная - с тремя параллельно соединенными последовательными цепоч 904ками, состоящими каждая из распределительного тиристора и первичной обмотки коммутирующего трансформатора, две вторичные обмотки которого включены последовательно между ос,новными тиристорами соответствующей фазы инвертора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности путем снижения перенапряжения на основных тиристорах, он снабжен вспомогательным диодом и доза" рядным тиристором, катод которого соединен с отрицательным входным выводом,а анод,- с анодом вспомогательного диода, включенного последовательно с последовательными цепоч 153 8ками и соединенного катодом с положительным входным выводом,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии Мф 47-12087,кл. 56 С 6, 1972.2, Авторское свидетельство СССРМ 248827, кл. Н 02 М 7/515, 1968,3, Попков 0.3, Автономные инвер 1 в торы напряжения с улучшенной формойкривой выходного напряжения Дис,на соиск, уч, степени канд, техн.,наук. М., МЭИ, 1974.,904153 Составитель И. Жер ТехредЕ.Харитончи Коррек Редактор 6, Ков Щомай ееТираж 718ИИПИ Государпо делам изоб5, Москва,Подписнотвенного комитета СССРретений и открытий