Тиристорный инвертор

ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, Союз Советсиик Социапистическик Республик(23) ПриоритетОпубликовано 28. 02. 83 Бюллетень М 8 Дата опубликования описания 01,03.83(51)М. Кл. Н 02 М 7/515 Гееуларатвеввык квюактет СССР ве делан кзфвретеикй и вткрыткй(71) Заявите 4) ТИРИСТОРНЫЙ ИНВЕРТО 15 20 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регулируемых электроприводах перемен ного тока для преобразования частоты питающей сети.По основному авт. св. У 851702 из вестен тиристорный инвертор, содержащий обьединенные выводами переменного тока мост диодов обратного тока и тиристорный мост, каждый ключ которого выполнен в виде последовательно соединенных разделительного диода и тиристора, дополнительные ис точники постоянного напряжения, каждый из которых через импеданс включен между точками соединения разделительных диодов и тиристоров соот ветствующей пвры ключей, образующих стойку, коммутирующие дроссели, средние точки обмоток каждого из которых подключены к соответствующим выводам переменного тока тиристорного моста, коммутирующие конденсаторы, числом равные числу ключей,2одни обкладки каждого из которых подключены к точкам соединения разделительных диодов и тиристоров соответствующих ключей, а другие обкладки конденсаторов, принадлежащих одной стойке ключей, связаны между собой через обмотку соответствующего коммутирующего дросселя, при этом возможно подключение концов обмоток коммутирующих дросселей к обкладкам коммутирующих конденсаторов через дополнительно введенные элементы индуктивности, а также коммутирующие диоды, подключенные параллельно обкладкам коммутирующих конденсаторов 11.Однако во время коммутации в коле") бательном процессе, протекающем в контуре коммутации, одновременно участвуют два коммутирующих конденсатора одной стойки тиристорных ключей, при этом конденсаторы включаются последовательно, вследствие чего суммарная емкость коммутирующего кон 3 10013 тура равна половине емкости одного коммутирующего конденсатора. Нараста-. ние тока коммутации в колебательном контуре при коммутации происходит до выравнивания напряжений на двух коммутирующих конденсаторах, принадлежащих одной стойке ключей, один иэ которых заряжен до полного напряжения, а другой имеет нулевое напряжение заряда. Выравнивание на о пряжений конденсаторов происходит на уровне половины полного напряжения заряда коммутирующих конденсаторов, следовательно, амплитуда тока коммутации определяется только по б ловиной зарядного напряжения коммутирующих конденсаторов, при этом она в два раза меньше, чем при полном использовании зарядного напряжения коммутирующих конденсаторов 20 для создания максимальной амплитуды тока коммутации. Это приводит к значительному увеличению емкости коммутирующих конденсаторов, увеличению габаритов и стоимости конден саторной батареи, а следовательно, к увеличению габаритов и стоимости всего устройства.Цель изобретения - улучшение технико-экономических показателей, а ЗО именно уменьшение габаритов и стоимости тиристорного инвертора.Поставленная цель достигается тем, что тиристорный инвертор дополнительно снабжен двухоперационными тиристорами, подключенными параллельно обкладкам коммутирующих конденсаторов.Емкость каждого из коммутирующих конденсаторов уменьшена почти в четыре раза. Подключение управляемых ключей параллельно коммутирующим конденсаторам дает возможность эашунтировать один из конденсаторов во время разряда второго конденсатора 4 ф одноименной фазы, вследствие чего не происходит последовательного включения двух конденсаторов й общая емкость в контуре коммутации увеличивается в два раза, а также пол- в ностью используется зарядное напряжение разряжающегося конденсатора для создания максимальной амплитуды тока коммутации, так как нарастание тока в контуре происходит до пол ного разряда коммутирующего конденсатора. Полученные преимущества поз воляют значительно снизить габари 88 4ты и стоимость тиристорного инвертора вследствие уменьшения общей мощности батареи коммутирующих конденсаторов почти в четыре раза.На фиг, 1 представлена принципиальная схема тиристорного инвертора; на фиг. 2 - одна фаза тиристорного инвертора с дополнительными дросселями.Тиристорный инвертор содержит источник 1 постоянного напряжения 1,фиг. 1), подключенный через зашунтированный диодом 2 реактор 3 к мосту 4 диодов 5-10 обратного тока, причем точка соединения катодов диодов5-7 подключена к плюсу источника 1 постоянного напряжения, а точка соединения анодов диодов 8-10 - к минусу источника 1, мост 11, образованный последовательно включенными разделительными диодами 12-17 и тиристорами 18-23 и подключенный к мосту 4 диодов обратного тока, точка соединения анодов разделительных диодов 12-14 подключена к общей точке соединения катодов диодов 5-7 обратноготока, а точка соединения катодов разделительных диодов 15-17 подклюцена к точке соединения анодов диодов 8-10 обратного тока, выводы переменного тока мостов 4 и 11 пофаэно объединены, точки соединения диодов 5 и 8, 6 и 9, 7 и 10 соединены с точками соединения тиристоров 18 и 21, 19 и 22, 20 и 23 соответственно, коммутирующие конденсаторы 24-29, "одними обкладками подключенные к точкам соединения разделительных диодов 12-17 и тиристоров 18-23, а другими - через полуобмотки 30-35 коммутирующих дросселей 36-38 к выводам переменного тока моста 11, коммутирующие диоды 39-44, подключенные параллельно обкладкам коммутирующих конденсаторов 24-29, дополнительные источники 45-47 постоянного напряжения, своими положительными выводами подключенные через импедансы 48-50 к точкам соединения разделительных диодов 12-14 и тиристоров 18-20, а отрицательными выводами дополнительные источники 45-47 постоянного напряжения подключены к точкам соединения разделительных диодов 15-17 и тиристоров 21-23. Дополнительно введенные управляемые ключидвухоперационные тиристоры ).51-56 подключены параллельно коммутирующим конденсаторам 24-29. Выво5 10 ды переменного тока моста 11 подКлю цены к нагрузке 57, При недостаточной индуктивности рассеяния обмотки дросселя 36фиг. 2 ) последовательно с обмоткой возможно включение дополнительных дросселей 58 и 59, которые включены между концами обмотки дросселя 36 и вторыми обкладками коммутирующих конденсаторов 24 и 27, принадлежащих одной фазе.Устройство работает следующим образом.Пусть в какой-то момент времени включены тиристоры 18, 19 и 23 фиг. 1) ток от положительного вывода источника 1 постоянного напряжения протекает через разделительные диоды 12, 13 и 17, тиристоры 18, 19 и 23 и фазы нагрузки на отрицательный вывод источника 1 постоянного напряжения. При этом коммутирующие конденсаторы 26-28 заряжены полярностью, указанной на фиг. 1, до напряжения, равного напряжению дополнительных источников 45-47 постоянного напряжения. При одновременном включении тиристора 21 и двухоперационного тиристора 51 коммутирующий конденсатор 27 разряжается по цепи: конденсатор 27 - полуобмотка 33 коммутирующего дросселя 36 - тиристор 21 - конденсатор 27. При разряде кон денсатора 27 через полуобмотку 33 во второй полуобмотке 30 дросселя 36 на водится ток коммутации, который направлен навстречу току нагрузки через тиристор 18. Ток коммутации полу обмотки 30 замыкается по цепи: полу- обмотка 30 - тиристор 18, коммутирующий двухоперационный тиристор 51 - полуобмотка 30. При этом в результате включения двухоперационного тиристора 51 на первом этапе комму" тации, пока разряжается конденсатор 27, не происходит заряд конденсатора 24, а ток коммутации растет до полного разряда коммутирующего конденсатора 27. В момент равенства тока нагрузки и тока коммутации через тиристор 18 происходит его запирание. После запирания тиристора 18 ток замыкается по контуру: полуобмотка 30 - диод 5 обратного тока разделительный диод 12 - двухоперационный тиристор 51 - полуобмотка 30. Происходит дальнейший разряд коммутирующего конденсатора 27 и дальнейшее нарастание тока разряда, а следовательно, и нарастание така01388 Фкоммутации во второй полуобмотке 30 дросселя 36. Нарастание тока ком 3 Ф 13 а 6 а 3 36 33 46 43 30 33 мутации происходит до полного разряда конденсатора 27 и ток коммута"ции достигает максимального значения в момент, когда напряжение наконденсаторе 27 равно нулю, На диодах 5 и 12, включенных последовательно в контуре протекания токакоммутации, создается падение напряжения от этого тока, которое прикладывается к тиристору 18 как обратное напряжение и обеспечиваетвосстановление запирающих свойствтиристора 18. Процесс коммутацииимеет колебательный характер. Всяэнергия, запасенная в конденсаторе 27, полностью передается в индуктивность рассеяния обмотки коммутирующего дросселя 36. В момент, кэгдаконденсатор 27 разрядится до нуля,ток разряДа в контуре: конденсатор27 - полуобмотка 33 - тиристор 21конденсатор 27 будет максимальный,а следовательно, будет максимальным и ток коммутации в контуре; полу- обмотка 30 - диод 12 - двухоперационный тиристор 51 - полуобмотка 30, На этом заканчивается первый этап коммутации.Когда напряжение на коммутирующем конденсаторе 27 равно нулю, а токи через полуобмотки коммутирующего дросселя 36 максимальные и вся энергия разряда конденсатора 27 запасена в индуктивности рассеяния обмотки дросселя 36, происходит запирание двухоперационногополностью управляемого ) тиристора 51, который шунтирует коммутирующий конденсатор 24. Начинается второй этап коммутации. Энергия, запасенная в полуобмотках 30 и 33 коммутирующего дросселя 36, поддерживает токи во внешних контурах 1 каждая полуобмотка в своем контуре ) от максимального до нуля по колебательному закону. Ток полуобмотки 33 замыкается по контуру: полуобмотка 33 - тиристор 21 - коммутирующий диод 42 - полуобмотка 33, а ток полуобмотки 30 по контуру: полуобмотка 30 - обратный диод 5 - разделительный диод 12, коммутирующий конденсатор 24, полу- обмотка 30. При этом происходит заряд коммутирующего конденсатора 24. Энергия, запасенная в обмотке дросселя 36, полностью передается в конденсатор 24. Токи в обоих контурах7 10 падают до нуля, а конденсатор 24 заряжается до напряжения, близкого к напряжению дополнительного источника 45 постоянного напряжения, но несколько меньше этого напряжения за счет потерь в рассмотренных колебательных контурах.На этом заканчивается второй этап коммутации, и происходит запирание диодов 5, 12 и 42. При недостаточности индуктивности рассеяния обмотки коммутирующего дросселя 36фиг. 2 ) последовательно с каждой полуобмоткой включаются дополнительные индуктивности 58 и 59, В дальнейшем происходит дозаряд конденсатора 24 фиг. 1) от дополнительного источника 45 постоянного напряжения по цепи: плюс источника 45 - импе- данс 49 - конденсатор 24 - полуобмотка 30 - тиристор 21 - минус ис 01388 8точника 45 По окончании дозаряда конденсатора 24 схема подготовлена к коммутации тока в другой полуфазе, т.е, в тиристоре 21. Работа дру- З гих фаз происходит аналогично.формула изобретения1 О Тиристорный инвертор по авт, св.М 851702, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с.целью улучшения техникоэкономических показателей устройства, он снабжен коммутирующими двух 1 ь операционными тиристорами, подключенными параллельно обкладкам коммутирующих конденсаторов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе гф 1. Авторское свидетельство СССРй 851702, кл. Н 02 М 7/515, 1979100 1388Фиг.2Составитель И. Жеребина Редактор Л. Пчелинская Техреду Ж.Кастелевич Коооектор О, Билак Заказ 1439/70 Тираж 685 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий 113035 Москва ЖРа шская наб, . 4/5а а6Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4