Способ управления однофазным тиристорным инвертором

Способ управления однофазным тиристорным инвертором

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

с

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскиз

Социалистические

Республик

1.- ——

1 Я, " Ы (5li М. Кл.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 20. 12. 76 (21) 24 30091/24-07 с присоелииеииеы заявки № (23) ПриоритетОпубликоваио 15.04.7951оллетеиь № 1 q

Дата опубликования описания 19.04.79

II 02 Р 13/18

Геаударственнвй квинтет

СССР ае делам нзебретеннй

Н OTKPINTIOII (53) У ДК 621.316. . 72 7 (08B.H ) Л. Il. Мельничук, В. F. Тонкаль, Л. В. Новосельцев и 10. И. Дыхненко (72) Авторы изобретения

Институт электродинамики ЛН УССР (73) Заявитель (54) СПОСОБ УПРЛВЛБНИЯ

ОДНОФЛЗНЫМ ТИРИСТОРНЫ М П НВ ГРТОРОМ

Изобретение относится к преобразоватепьной технике и может быть использовано дпя построения управляющих систем однофазных тиристорных инверторов, формирующих выходное напряжение с улучшенным спектральным составом за счет переключения отпаек вторичной обмотки трансформатора инвертора с помощью тиристорного коммутатора.

Известны способы управления тиристорными инверторами, заключающиеся в

10 синхронизации подачи сигналов управпения на тиристоры инвертора и коммутатора

ti) и С21.

Недостатком известных способов яв15 ляется невозможность их работы на нагрузку с низким значением коэффициента мощности

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобрет нию явля10 ется способ управления тиристорным инвертором с коммутатором, включенным на отпяйки вторичной обмотки трансформатора, реализованный и схеме управления инвертором, при котором синхронизируют импульсы управления тиристорами инвертора и тиристорами коммутатора (3 ) .

Недостатком этого способа является н возможность управления при любой фор .Ie кривой напряжения первичного инвертора при активно-индуктивной нагрузке.

Бель изобретения — расширение диапазона работы инвертора на активно-индуктивную нагрузку.

Поставленная цепь достигается тем, что в способе управления однофазным тиристорным инвертором с промежуточным звеном высокой частоты, содержащим коммутатор на встречно-параллельно включенных тиристорах, подключенных к отпайкам вторичной обмотки трансформатора инвертора, состоящим в том, что синхронизируют импульсы управления тиристорами инвертора и тиристорами коммутатора, сигналы управления на каждый тиристор коммутатора, Осуществляющего возврат рейк ГивнОГО тока нагpy3êи подают с Опе» режением, относительно конца соответст6575 вующего полупериода высокочастотного напряжения на время, равное времени восстановления запирающих свойств тиристоров,.в интервале от нуля до полулериода выходного напряжения. 5

На фиг, 1 изображена блок-схема инвертора; на фиг. 2 — схема коммутатора; на фиг. 3 — временные диаграммы.

В схему включены инвертор 1, трансформатор 2, коммутатор 3, нагрузка 4, 10 тиристоры 5-10 коммутатора. Диаграм- ма ll характеризует напряжение высокочастотного инвертора, диаграмма 12 напряжение и ток нагрузки, диаграммы

13-18 - управляющие напряжения соответственно тиристоров 5-10.

Формирование выходного напряжения инвертора осуществляется переключением вторичных обмоток силового инверторного трансформатора. В качестве первичного

° инверторного звена, работающего на повышенной, относительно выходного напряжения частоте, могут быть использованы обычные инверторы, на выходе которых имеется прямоугольное или синусоидальное напряжение„ или инверторы с двухступенчатой коммутацией, когда выходное напряжение модулировано по длительности импульса.

Тиристорный коммутатор, включаемый на отпайки вторичной обмотки трансформатора, представляет собой (фиг. 2) лары встречно-параллельно включенных тиристоров, включенные к отпайкам трансформатора и к обшей точке, которая соединена с одним концом нагрузки, второй конец которой подсоединен к средней отпайке вторичной обмотки. Рассмотрим работу коммутатора, например, при прямоугольной форме напряжения трансформатора (диаграм40 ма 11), т.е. при наличии обычного инвертора натгряжения. Напряжение на нагрузке имеет ступенчатую форму с тремя. уровнями напряжения три трех переключа

4S емых отпайках. При. активно-индуктивной нагрузке с низким коэффициентом мощности .ток нагрузки будет менять свой знак в интервале третьей ступени (диаграмма 1 2), Рассмотрим работу коммутатора в

1 эгом случае. Полярность напряжения, по-. казанная на фиг. 2, соответствует отрицательному и положительному значению напряжения инвертора. Для получения ступенчатого напряжения необходимо применение системы сигналов, показанной на фиг.

3;, (диаграммы 13-18). Пусть в интервал времени т -t, к обмоткам была приложена система напряжений (диаграмма 11) и

72 4 был открыт тиристор 7 „(диаграмма 13).

В соответствии с приложелтым напряжением в нагрузке протекает ток, обозначенный на фиг. 2 стрелкой. В момент времени ! снимается сигнал с тиристора 7 и подается сигнал на тиристор 8 (диаграмма 16). В этот же момент т меняется знак приложенного напряжения йа обмотках. При активно-индуктивной нагрузке в ней возникает 3flC самоиндукции, которая поддерживает протекание тока,в том же направлении, а полярность напряжения изменяется на обратную. В интервале1 - включены тиристоры

7 и 8, то образуется короткозамкнутый контур во вторичной обмотке трансформатора, что может привести к выходу из строя первичного инвертора. Аналогичная картина наблюдается в момент переключения тиристорного коммутатора до переключения на последнюю ступень. Задачей предлагаемого способа управления является подготовка схемы коммутатора таким образом, нтобы в момент переключении не возникало короткозамкнутых контуров.

Для этого необходимо перед коммутацией запереть тиристор, который осуществляет возврат энергии нагрузки на интервале, предшествующем коммутации. Так, например, в рассмотренной схеме, перед включением тиристора 6 необходимо подать отпирающий импульс натиристор 5 (диаграмма

14) . При второй полярности напряжения и наличии сигнала управления на тиристор 8 в инI тервале времени от до Й развивается ток, который ограничивается только активным сопротивлением вторичных обмоток трансформатора и индуктивностью рассеивания обмоток трансформатора. В этом же интервале ток возврата реактив« ной мощности нагрузки уже не протекает по тиристору 7, а протекает по тиристору 5. Таким образом к тиристору 6 приложено обратное напряжение, равное падению напряжения на тиристоре 8 и тиристор 7 закрывается. После изменения зна ка напряжения на обратный. ток возврата протекает навстречу приложенному напряжению по тиристору 5 и если ток нагрузки поменяет свой знак, то включится тиристор 6. Если коэффициент мощности наг6575

Формупа изобретения

Способ управления однофазным тиристорным инвертором с промежуточным зверузки достаточно низкий и ток нагрузки не изменит своего знака, то перед очередным включением тиристора 10 необ.ходимо запереть тиристор 5, что осуществляется включением тиристора 9 (диаг- 5 рамма 15). Следует отметить, что в момент допопнительного включения тиристора также возникают короткозамкнутые контуры, однако время их существования близко ко времени запирания тиристоров и со- 10 ставляет сотни микросекунд, поэтому ток короткого замыкания обычно для устройств малой мощности и средней мощности близок к номинальному току.

Настоящий способ управления в рав15 ной мере относится к инвертору, в котором осушествпяется помимо амплитудной также и широтно+импульсная: модуляция.

Таким образом, использование настоящего способа управления коммутатора в

20 инверторах с промежуточным звеном переменного тока позволяет безаварийно работать схеме при любых коэффиииентах мощности нагрузки, ипи при изменении коэффиииента мощности нагрузки в широких пределах. Воэможность четкой синхронизации импульсов управ пения повышает надежность работы схемы и упрощает систему управпения тиристорным

30 инвертором.

72 б ном высокой частоты, содержашим коммутатор на встречно-параллельно включенных тиристорах, подключенных к отпайкам вторичной обмотки трансформатора инвертора, состоящий в том, что синхронизируют импульсы управления тиристорами инвертора и тиристорами коммутатора, о т и и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью расширения диапазона работы инвертора на активно-индуктивную нагрузку, сигналы управления на каждый тиристор коммутатора, осуществляющего возврат реактивного тока нагрузки, подают с one режением- относительно конпа соответствующего полупериода высокочастотного напряжения на время, равное времени восстановления запиракипих свойств тиристоров, в интервале от нупя до олупериода выходного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мельничук Л. П. Однофаэный инвертор низкой частоты.- Сб. „Пробпемы технической эпектродннамики, вып. 45.

К., "Наукова думка, 1974, с. 70-73.

2. Лепьничук Л. П. и Кравченко В. А.

Однофазные вторичные источники питания со звеном повышенной частоты.-Сб., Преобразование параметров электрической энергии. . К., Наукова думка", 197 5.

3. Авторское свидетельство СССР

М> 517133, кп. Н 02 Р 13/18, 1974. 5 5 72

12

Составитель В, Ьунаков

Техред Э. Чужик Корректор В. Куприянов

Редактор Д. Зубов

Заказ 1820/55 Тираж 856 Подписное

1И!ИИИИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

11, 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал llllll "1Рдтент, г. Ужгород, уп. Г1роектная, 4