Автономный инвертор

Автономный инвертор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР, содер жсший, два силовых и два коммутирующих тиристора, соединенных в мостовую схему с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока , подключенную выводами постоянного тока к выводам источника питания , причем каждый из коммутирующих тиристоров шунтировав обратным диодом , а также цепь нагрузки, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения КПД, цепь нагрузки , имеющая среднкяо точку, подключена к шлводам для источника питания , а ее средняя точка подсоединеиа к оОщей точке соединения силовых тиристоров. S to СО СП СО f Т

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ЦИ ЛФ

РЕСПУБЛИК

„.Я0„„1023591 А

У5В Н 02 И 7/515

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г

ПО ДЕ ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3248280/ 4-07 (22) 19.02.81 (46) 15.06.83. Бюл. 9 22 (72) Н.П.Ряшенцев и В.Н.Ряшенцев (71) Институт горного дела Сибирского отделения AH СССР (53) 621.314.57(088.8) (56) 1. Патент Япония 9 45-1706 1, кл. 56 С б, 26.06.76.

2. Тиристоры. Технический справочник. Под ред. В.A.Ëàáóâöîâà, Энергия, 1971, с.278.

3. Сандлер A.Ñ. и др. Автономные инверторы с ldHN. Энергия,1968, с.19. (54) (57) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР, содер жащий два силовых и два коммутирующих тиристора, соединенных в мостовую схему с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, подключенную выводами постоянного тока к выводам источника питания, причем каждый иэ коммутирующих тиристоров шунтирован обратным ди-. одом, а также цепь нагруэки, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД., цепь нагрузки, имеющая среднюю точку, подключена к выводам для источника питания, а ее средняя точка подсоединеиа к общей точке соединения силовых тиристоров.

1023591

Изобретение относится к npeoeiразовательной технике и может.использоваться в системах электропитания и электропривода для получения периодического или импульсного напряжения.

Известен последовательный инвертор, в котором ток нагрузки протекает через конденсаторы11).

Однако зта схема неприменина при малых частотах и больших токах нагрузки, так как требует больших емкостей и размеров конденсаторов.

Известен также параллельный инвертор, в котором нагрузка подсоединена к анодам силовых тиристоров 15 и к источнику питания (импульс), а катоды этих тиристоров соединены вместе и подключены к дросселю.Диоды пропускают обратно к источнику питания импульсы тока, обусловленные ре-20 активной мощностью нагрузки.При индуктивной нагрузке энергия, накопленная в цепи нагрузки, воэврашает,ся в источник питания. Ток в нагрузке протекает при поочередном 25 включении силовых тиристоров, а коммутация тиристоров производится посредством коммутируюших элементов: конденсатора, дросселя, диодов.

Схема позволяет получать большие токи в нагрузке, а также хорошо работает при низких частотах (2).

Однако работоспособность схемы .зависит от вида нагрузки и ее величины, что может привести к срыву работы инвертора;схема усложнена вве- З5 дением дросселя и сложным видом нагрузки из-за использования отпаек в силовом трансформаторе, что неприемлемо при больших нагрузках и длинных соединительных линиях; схема не ра- 40 ботоспособна при больших индуктивных нагрузках, так как требуются дополнительные цепи гашения реактивной энергии и защита от коммутационных перенапряжений. 45

Наиболее близкиМ по технической сущности к предлагаемому является инвертор,,содержащий два силовых и два коммутирующих тиристора, соединенных в мостовую схему с коммутирую-50 шим конденсатором в диагонали переменного тока, подключенную выводами постонного тока к выводам источника питания, причем каждый из силовых и коммутирующих тиристоров шунтирован обратным диодом, а также 55 цепь нагрузки (31 .

Однако такой инвертор имеет недостаточно высокий КПД.

Цель изобретения — повышение КПД.

Цель достигается тем, .что в авто- 60 номном инверторе, содержащем два силовых и два коммутирующих тиристора, соединенных в мостовую схему с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, подклю- 65 ченную выводами постоянного тока к выводам источника питания, причем каждый из коммутирующих тиристоров шунтирован обратным диодом, а также цепь нагрузки, последняя имеет среднюю точку, подключена к выводам для источника питания, а ее средняя точка подсоединена к общей точке соединения силовых тиристоров.

На чертеже приведена схема инвертора.

Инвертор содержит два силовых тиристора 1 и 2, два коммутирующих тиристора 3 и 4, соединенных в мосто вую схему с коммутируюшим конденсатором 5 в диагонали переменного тока. Коммутирующие тиристоры 3 и 4 шунтированы обратными диодами 6 и

7 ° Нагрузка, например двухобмоточный трансформатор с двумя полуобмот ками 8 и 9, подключена крайними выводами к источнику питания, а средней точкой — к общей точке силовых тиристоров 1 и 2.

Инвертор работает следуюшим образом.

При подаче постоянного напряжения от схемы управления включает! ся тиристор 3 и заряжает конденсатор 5 по цепи 3-5-9, после того, как конденсатор зарядится, тиристор 9 отключается и подается импульс на включение силового тиристора 2, при этом через обмотку 8 начинает протекать силовой ток.Для выключения тока в обмотке 8 включается тиристор 4, и йредварительно заряженный конденсатор разряжается на цепи 5-4-2, коммутируя силовой тиристор 2, индуктивная энергия обмотки 8 замыкается по контурам 3-97-6 и 8-5-6, создавая условия для быстрого нарастания тока в обмотке

9. Одновременно конденсатор разряжает ся по цепи 5-9-7, ускоряя рост тока в обмотке. Сразу после включения тиристора 2 включается тиристор 1, еще больше ускоряя рост тока в обмот. ке 9, а также дозаряжая конденсатор

5 до сетевого напряжения (это важно для надежной коммутации силовых тиристоров при включении вместо обмоток трансформатора активной нагрузки) ° Для выключения тока в обмотке 9 включают коммутирующий тиристор 3, который, разряжая конденсатор по цепи 5-1-3, коммутирует тиристор 1, при этом индуктивная энергия обмотки 9 замыкается по контурам 9-7-6-8 и 9"7-5, т.е. переходит в обмотку 8 и конденсатор

5, из конденсатора энергия переходит в обмотку 8 по цепи 5-6-8. Одновременно тиристор 3 заряжает конденсатор 5 до сетевого напряжения по цепи 3-5-9, после чего включается тиристор 2, и процесс повторяется, 1023591

СоставительГ.Вотцицев

Редактор Л.Веселовская Техред N.Тепер Корректлр В.Гирняк

Заказ 4235/47 Тираж 687 Подписное

ВНИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Описанный выше процесс справедлйюГ для нагрузок с большой индуктнвностью.

При малых индуктивных нагрузках либо при чисто активных нагрузках (например, трансформатор, подключенный к преобразователю, нагруженному лампами накаливания) энергия одной обмот- . ки в другую. не передается и коммутирующий конденсатор заряжается только от сети.

В случае использования устройства М для работы-в сложнйх режимах, например с паузами, вместо диодов 6 и 7 зозможно применение тиристоров. Для защиты от одновременного протекания тока по силовым тиристорам 1 и 2(что )5 ведет к короткому завиканию в силовой цепй) между нагрузкой 3 и 4 можно в разрыв .цепи включить диод нли тиристор 10 (иа чертеже показан пунктиром) который катодом подсоединен к катоду 2() тиристора 1 и нагрузке 9, а анодом— . к аноду тиристора 2 и нагрузке В, Иквертор можно использовать в электротехнической промышленности для преобразования постоянного напря- 25 жения одной величины постоянного напряжения в переменное напряжение, для преобразования напряжения одной частоты в напряжение другой частоты.

ПредполагаеМый вид нагрузки инвертораактивная (например, лампы накаливания} и индуктивная. (например, электродвигатели асинхронные, синхронные, электромагнитные, реле и т.п.) .Этот тип инвертора целесообразно применять для получения напряжения слож- 35 ной формы и чередования, так как силовые тиристоры могут включаться как поочередно,так и.одновременно, при этом не нарушается режим их коммутации. Предложенный инвертор при.-4(» меним и для работы с индуктивной нагрузкой, в которой запасается большая реактивная энергия, вследствие чего усложняется процесс коммутации н гашения электромагнитного поля, В известных устройствах для гашения магнитного поля используются дополнительные гасящие устройства, либо энергия отдается обратно в сеть, а в предложенном устройстве таких гасящих цепей нет,. так как реактивная энергия одной катушки передается в другую для совешения работы

-и часть ее идет на перезаряд конденсатора. !

Преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известными заключаются в том, что оно работает прн различных видах нагрузки (активной и индуктивной)в широком диапазоне изменения величины нагрузки; прн больших величинах реактивной энергии эта энергия передается от одной обмотки к другой; при питании реле схема способствует быстрому нарастанию тока в обмотке в момент коммутации, что увеличивает быстродействие реле (уменьшает время срабатывания), а при питании электро.магнитных двигателей схема увеличивает КПД двигателя и улучшает его частотные характеристики; схема устойчиво работает при больших ве.— личинах реактивной энергии обмоток без дополнительных средств гашения поля за счет предлагаемого способа включения конденсатора, выполняющего одновременно функции коммутатора силовых тиристоров, предохранителя элементов схемы от перенапряжения, а конденсатор накапливает в себе часть энергии и сразу же отдает второй обмотке, которая поглощает реактивную энергию первой обмотки, используя ее для совершения полезной работы, чем повышается КПД работЫ двигателя.