Трехфазный инвертор

(22)Заявлено 01.02.80 (21) 2879275/2 л.2 М 7/515 присоединением запек евефаре 1 юкы кюиктет СССР ае делен изобретение и открытий23)Приоритет 712 81Бюллетень 53) УДК 621.31 . 572(088, 0) ов пу Дата опубликования описания 09. 128 И. И. Кантер, Н И, Артюхо П. Митяшин, С. Ф, Степа(72) Авторы изобретени аратовский политехнический инсти Заяви) ТРЕХФАЗННЙ ИНВЕРТО Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть применено для электроснабжения на повышенных частотах потребителей с резко изменяющейся нагрузкой,Известен трехфазный инвертор, содержащий тиристорный мост, к выводам переменного тока которого через дроссели подключены обратный диодный мост 1 1. Жесткость внешней характеристики такого преобразователя достигается за счет больших пиковых токов тиристоров и диодов, в режимах, близких к холостому хо 4 у. Кроме того, наличие трех дросселей в цепи силовой обратной связи усложняют устройство и увеличивает его габариты.Известен также инвертор, содержащий входной дроссель, мост основных тиристоров и установленный на его выходе вентильно-конденсаторный мост замкнутый на дроссель 2. Недостатком этого инвертора является большое количество управляемых вентилей врегулирующем устройстве, случайноеперекрытие которых приводит к срцвуинвертирования.Подключение вентильно-конденсаторного моста к выходным зажимам инверторного моста через дополнительныеконденсаторы 31 позволяет повыситьнадежность устройства, однако не ус- О,траняет такой недостаток как обязаУтельное соединение коммутирующих конденсаторов в звезду, что в ряде случаев является нежелательным.Наиболее близким к предлагаемомуизобретению является трехфазный инвертор 4, содержащий тиристорныймост, связанный с входными выводамичерез дроссель фильтра, коммутирующие конденсаторы, подключенные между 20выводами переменного тока тиристорного моста, а также мост обратныхдиодов, выводы переменного тока которого соединены с выводами переменного тока тиристорного моста, вы88830 25 40 воды постоянного тока через регулирующие дроссели подклюцены к выводампостоянного тока тиристорного моста.Указанный инвертор обладает жесткой внешней характеристикой и устойчивостью при работе на двигательнуюнагрузку. Однако наличие моментов закорачивания регулирующих дросселейцепочками последовательно соединен. - 1 Оных диода и тиристора приводит к увеличению среднего тока вентилей, снижение КПД устройства и ограничениюего частотного диапазона.Целью изобретения является повышение КПД и расширение частотногодиапазона инвертора.Цель достигаетсл тем, что трехфазный инвертор, содержащий подключенный ко входным выводам через дроссель фильтра тиристорный мост, выводы переМенного тока которого соединены с выходными выводами и черезкоммутирующие - между собой, и связаны с выводами переменного тока моста обратных диодов, подключенного. выводами постоянного тока через регулирующие дроссели к выводам постоянного тока тиристорногомоста, снабжен дополнительными ком-30мутирующими конденсаторами, включенными попарно-последовательно между выводами переменного тока тиристорного моста, а выводы переменного токамоста обратных диодов подключены кточкам соединения дополнительных коммутирующих конденсаторов соответствующих пар,На фиг. 1 приведена,принципиальная электрическая схема инвертора;на фиг. 2 - векторная диаграмма,графики тока и напряжений, поясняющие его работы; на фиг. 3 - возможный вариант схемы инвертора.Трехфазный инвертор содержит тиристорный мост 1-6, связанный с входными выводами через дроссель фильтра7, коммутирующие конденсаторы 8-16,подключенные между выводами переменного тока тиристорного моста 1-6,а также мост обратных диодов 17-22, 50, выводами постоянного тока через регулирующие дроссели 23, 24, подключенные к выводам постоянного тока тиристорного моста 1-6. Конденсаторы8-13 образуют емкостный делитель напряжения, содержащий в каждой фазесоединенные конденсаторы 8-9, 10-11,12-13, общие точки которых подклюце 6ны к соответствующим выводам переменного тока моста обратных диодов 17-22.Работу инвертора рассмотрим на том интервале, на котором проводят ток тиристоры 2 и 3. В начале этого интервала тиристор 2 включается й падает на диоды 18, 20, 22 через дроссель 24 напряжения О, Ид, Ирд соответственно. Из векторной диаграммы (фиг. 2 а) следует, что напряжение О в момент коммутации положительно, -если угол запиранилО, И положительно, если 9 ) 0, а Оположительно, если ф ) 60Выбор угла 15 определяется соот-, ношением величин конденсаторов емкостного делителя 8-12, причем изменениемможно достигнуть различной жесткости внешней характеристики инвертора при прочих равных условиях. Так как аноды диодов 18, 20, 22 соединены друг с другом, то включится тот диод напряжение на катоде которого в мо-. мент коммутации минимально. Рассмотрим тот случай, когда 1 60 О а угол о настолько мал, цто в момент 9 =О, ООр.В этом случае включится диод 20 и образуется цепь, состоящая из дросселя 24, тиристора 2, диода 20 и конденсаторов 8, 9 и 10, Под действием напряжения через регулирующий дроссель 24 будет развиваться ток(фиг. 2,б) . При В =" напряжение О станет равным Од, поэтому включится диод 22, а диод 20 выклюцится. Ток через дроссель 24 будет нарастать, пока Ощ)0. Затем при Иод 0 ток 1,1 будет уменьшаться до тех пор, пока при 6:1,не станет рав" ным нулю. Существенно, цто ток спадает под действием напряжения И по амплитуде меньшего, чем напряжение О, под действием которого этот ток разгоняется.Предложенная схема инвертора выгодно отличается от известной прежде всего отсутствием моментов закорачивания регулирующих дросселей, так как диоды и тиристоры соединены через конденсаторы, и, следовательно, какая бы пара тиристоров и диодов ни работала, регулирующий дроссель всегда будет включен через емкостную цепь, образованную конденсаторной батареей. Это дает возможность повысить КПДустройства и расширить его частотныйдиапазон. Затяжка импульса тока черезрегулирующий дроссель позволяет приодинаковом стабилизирующем эФфекте888306 Ьд О. Поэтому величина йс может бытьсделана сколь угодно малой и, следовательно, сколь угодно малыми могутбыть сделаны потери в цепи дросселей. Формула изобретения улучшить использование по току вентиль.ного огорудования схемы.Для подтверждения сказанного сравним кривую тока одного из регулирующих дросселей в известном устройстве М (фиг.2,в) и данной схемефиг. 2,б). В схеме инвертора ГЛ 3 ре-.гулирующий дроссель подключается параллельно коммутирующему конденсатору на время, соответствующее углу 4запирания Д . При этом регулирующийдроссель воспринимает некоторую долюреактивной мощности конденсаторнойбатареи. Далее дроссель закорачивается через тиристор и диод сам на себя, 1 фпри этом накопленная в нем энергиярассеивается на внутреннем сопротивлении вентилей и активном сопротивлении самого дросселя в течение временисоответствующего углу ф . Величина щсреднего тока Зе 1,через регулирующийдроссель связана, таким образом, сего внутренним сопротивлением кивеличиной реактивной мощности д ф,подлежащей компенсации, следующей Иприближенной формулойсР с- ф110 -5,Отсюда следует, что стабилизациядостигается за счет активных потерьв цепях регулирующих дросселей.В данной схеме ток регулирующегодросселя разгоняется и сводится к нулю под действием знакопеременногонапряжения, снимаемого попеременно сффразличных точек подключения конденсаторной батареи, В результате этоговеличина среднего тока регулирующихдросселей определяется индуктивностью дросселя, углом ь и величиной ффкомпенсируемой реактивной мощности Трехфазный инвертор, содержащий подключенный ко входным выводам через дроссель фильтра тиристорный мост, выводы переменного тока которого соединены с выходными выводами и через коммутирующие конденсаторы - между собой, и связаны с выводами переменного тока моста обратных диодов, подключенного выводами постоянного тока через регулирующие дроссели к выводам постоянного тока тиристорного моста, .о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения его КПД и расширения частотного диапазона, он снабжен дополнительными коммутирующими конденсаторами, включенными попарно-последовательно между выводами переменного тока тиристорного моста, а выводы переменного тока моста обратных диодов подключены к точкам соединения дополнительных коммутирующих конденсаторов соответствую" щих пар. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 156230, кл. Н 02 М 7/00, 1962.2. Авторское свидетельство СССР й 412660, кл. Н 02 М 5/42 1971,3, Авторское свидетельство СССР й 522537, кл. Н 02 М 7/5.15, 1976.4, Кантер И. И. Статические преобразователи частоты Саратов. Изд-во СГУ, 1966. с. 300, рис. 7-3.888306 Аз И,йеребинаСавка Корректор У. Пономарен е и ю е ю е и е ще ю и ш тш Ю Ю ашшЗаказ 10740/18 Тираж 733 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и о 113035, Иосква, И, Рауафилиал ППП "Патент", г. Ужгоро ктная Составите Редактор Т,Кузнецова Техред ю жв Подписноеитета СССРрытийкая наб д. 4/5