Автономный трехфазный инвертор

Автономный трехфазный инвертор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ф ,/ (63 ) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 24.04.78(21) 2607357/24-07 с присоединением заявки М (23) Л риоритет

Опубликовано 05.02. 80- Бюллетень,% 5

Дата опубликования описании 10.02.80

Н 02 N 7/515//

Н 02 Р 7/28 (53) УДК621.314.. 572(088.8) B. В. Литовченко, О. C. Назаров, H. И. Радионов и Н, А. Ротанов изобретения (54) АВТОНОМНЫЙ ТРЕХФАЗНЫЙ HHBEPTQP

Изобретение относится к электротехнике, к автономным инверторам, преднаа; наченным для питания асинхронных тяговых электродвигателей на электровозах и тепловозах от источника постоянного или пульсирующего тока.

Известны автономные трехфазные инверторы, содержащие мосты основных и коммутирующих тиристоров, узел ком-. мутации (1j и (2).

Наиболее близким по технической сущности является трехфазный инвертор, содержащий силовые и коммутирукнцие тиристоры, обратные диоды, а также об35 ший коммутирующий блок с конденсатором, вспомогательными тиристорами и коммуФ» тируюшим дросселем, выполненным с двумя обмотками, каждая из которых соединена, соответственно, с коммутирующими тиристорами и с обшей точкой, образованной встречно включенными диодами соответствующих сбрасывающих цепочек, через которые одна из обмоток конденса2 тора связана с входными зажимами инвер тора (3).

При работе инвертора в процессе включения силового тиристора разряд предварительно заряженного коммутирующего конденсатора происходит по контуру, содер>кашему коммун ируюший и вспомогательньй тиристоры, обмотку дросселя, один из встречно-включенных диодов сбрасывающей цепочки и обратный диод, подкшоченный параллельно выключенному. силовому тирнстору. При этом, к выключаемому тиристору в обратном направлении будет приложено напряжение, равное падению напряжения на открытом обратном диоде. Известно, что время восстановления вентильной прочности тиристоров обратно пропорционапьно величине напряжения прикладываемого в обратном направлении к выключаемому тиристору. Поэтому в известном автономном инверторе параметры коммутирующего блока выбирают из условия обеспечения времени выключения тиристоров.в 2-3 раза пре3

ВЬП11НЮИН."э !1аГ1!ОрТ110 111!Э ЬИ ВОССТаНОВЛЕния.

Ц »11,fo II::Ioá}I . ге!1!111 являеTcR повьш1ение надежности работы автономного инве1этора нутем увеличения Обратного напряжения на выкгпоченпом тиристоре.

Это достигается тем, что в известном автономном трехфазном инверторе обратные диоды исключаются их схемы инвертора. Нротекание реактивного тока нагрузии в этом случае происходит через один из встречно-включенных диодов сбрасываю!пей цепочки и коммутирующий тиристор. С целью стабилизации времени перезаряда коммутирую1цего конденсатора концы обмоток коммутирующего дросселя, подключенные к коммутирующим тиристорам, могут бьггь обьединены между собой. Для устранения циркуляции энергии в контуре, образованном обмотками коммутирующего дросселя и двумя диодами сбрасываюших цепочек, подключенными к одной из обкладок коммутиру1ошего конденсатора, указанные диоды заменены тиристорами.

С целью упрогцения схемы инвертора при использовании групповой коммутации анодных или катодных силовых тиристоров, коммутирующие тиристоры заменены коммутирующими диодами, а коммутирующий дроссель выполнен с числом обмоток вдвое превьппа1ошим число фаз, причем один конец каждой яз обмоток соединен соответственнo с коммутирующим диодом, а другой с обшей точкой соответствующей сбрасываюшей цепочки.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема аптономнОГО трвхфазеIОГО HHBGpFopa; на фиг. 2 — схема того же инвертора при использовании принципов групповой к(эм11угации

АвтОНОмный инвертор (по фиг. 1 ) содерж11т силовые тиристоры 1-6, соединенные в мостовую трехфазную схему, подключенную ко входным выводам. К выходным выводам этой схемы подключают клеммы нагрузки., К этим же выводам подключены коммутиру1ошие вентили, в качестве которых использованы тиристоры 7-1,2. Катоды тиристоров

7,9 и 11 обьединены и подключены к обмотке 13, а аноды 8 10 и 12 — к обмотке 14 коммутирующего дросселя.

Ко входным выводам подключены вспомогательные тиристоры L5 и 16, К их средней точке подключена обкладка коммутирукэщэго конденсатора 17, другая обкладка которого IIocpeIIcтвом сбра4600 4 сывакэп1их цел Очек состОя11шх из допОл нительных встречно-включенных тирис горов 18 и 19 и диодов 20 и 21, соединена с входнь1ми выводами инвертора.

К средним точкам этих цепочек подключены концы обмоток 13, 14 коммутирующего дросселя.

Автономный инвертор (по фиг. 2) . отличается тем, что в нем коммутирующий дроссель выполнен многообмоточным ,. 13 и 14, а в качестве коммутирующих вентилей использованы диоды 22-27.

Причем катоды диодов 22,24 и 26 соединены с обмотками 13, а аноды диодов

23,25 и 27 — с обмотками 14 коммутирующего дросселя. Другие концы обмоток 13 и 14 коммутирующего дросселя подключены к средним точкам соответствующих "сбрасываюших" цепочек.

Инвертор (фиг. 1), работает следующим образом.

Трехфазное переменное напряжение на выходах А, В и С формируют путем поочередного включения и выключения тирис25 торов 1-6. Для выключения, например, тиристора 1 конденсатор 17 должен быгь заряжен с полярностью, как показано на фиг. 1. При этом включают тиристоры 15, L8 и 8 вследствие чего зр конденсатор L7 перезаряжается по контуру, содержащему тиристоры 15 и 18, обмотку 14 дросселя, тирнстор 8 и нагрузку. При открытом тиристоре 8 к силовому тиристору 1 прикладывается в

З5 обратном направлении .напряжение, практически равное напряжению на коммутирующем конденсаторе. При этом силовой тиристор 1 обесточивается и выключается. В момент, когда напряжение на конщ денсаторе 17 по величине станет равным напряжению источника, а по знаку — противоголожно полярности, указанной на фиг. 1, реактивный ток нагрузки и обмотки 14 дросселя начинает протекать

45 по BBHH: от BMBGQG "минус" источника через диод 19, обмотку 14 дросселя, тиристор 8 к фазе А и далее через нагрузку к выводу плюс" источника.

Ы

В случае, если обмотки 13 и 14 коммутирующего дросселя соединены между собой, как пОказана! нп фиг. 1 штриховой линией, то процесс выключения, например, тириетора 1 происходит сле55 дующим образом. При включении тиристоров 8, 15 и 18 конденсатор 17 начинает разряжаться по двум целим: первая — "плюс источника, тиристоры 15 и 18, обмо гки 14 и 13 дросселя и

4600

Формула

J изобретения

1. Автономный трехфазный инвертор, содержащий подключенный ко входным выводам мост силовых тиристоров, мост коммутирующих вентилей, коммутирующий конденсатор, связанный со входными вьтволами одной обкладкой — через вспомогательные тнристоры, а другой обклад-. кой — через цепочки, образованные, каждаяр ДОПОлннтсльнымн встречнО-включен ными вентилями и диодом, общие точки которых соединены с Одними концами

Обмоток коммутирующего дросселя, а другие концы последних соединены с соОтветствующими коммутирующими Вентилями, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в качестве дополнительных вентилей, соединенных с упомянутой другой обкладкой конденсатора, использованы тиристоры.

2. Инвертор по и. 1. о т л и ч а юш и и с я тем, что другие концы обмоток коммутирующего дросселя:объединены между собой.

1 3. Инвертор поп. 1, отл ич àюш и и с я тем, что в качестве коммутирующих вентилей использованы. диоды, коммутирующий дроссепь выполнен с числом обмоток в ва раза превышаю- 45 щим число фаз, пр чем другие концы обмоток соединены с соответств лошимн коммутирующими диодами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 50

1. Авторское свидетельство СССР

И 279782, кл. Н 02 М 7/515, 1968.

2. Патент Великобритании

М 1344867, кл. Н 2 F 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

М 543111, кл. И 02 M 7/515, 1975.

5 71 диод 21; вторая — "плюс» источника, тиристоры 15 и 18, обмотки 14 дросселя, тиристор 8, нагрузка и "минус" источника питания. При этом к тиристору 1 прикладывается обратное напряжение, равное падению напряжения на обмотке

13 дросселя. Прн достижении на конденсаторе 17 напряжения равного по величине напряжению источника и обратного, по напряжению, укаэанному на фиг. 1, откроется диод 20 для пропуска реактивного тока. Далее процесс в схеме протЙкает описанным выше способом.

Трехфазное переменное напряжение на выходах А. В, С инвертора фиг. 2 формируют путем поочередного включения и выключения тиристоров 1-6. При этом в схеме инвертора происходит одновременное выключение тиристоров анодной или катодной групп, что позволяет осуществлять широтно-импульсное регулиро--. вание выходного напряжения инвертора.

Так, например, при полярности напряжения конденсатора 17, указанной на фиг.2, возможно выключение любого нз тиристоров 1,3,5 анодной группы, и наоборот.

Рассмотрим работу схемы на примере выключения тиристоров 1 и 3. Пусть во включенном состоянии находятся тиристоры 1,3 и 6. При включении тиристоров 15 и 18, конденсатор 17 начинает перезаряжаться по цепи: "плюс" источника, тиристоры 15 и 18 и далее по следующим трем контурам: первый — обмотка 14 дросселя, диоды 23, 22, обмотка 13, диод 21, "плюс" источника, второй - обмотка 14, диоды 25, 24, обмотка 13, диод 21, плюс" источника

1 и третий — обмотка 14, диод 27, тиристор 6, минус" источника. При разряде" конденсатора по первым двум контурам происходит постепенное вытеснение тока из силовьм тиристоров 1 и 3, после чего к ним прикладывается обратное на-, пряжение, и они выключаются. По достижении напряжения на конденсаторе равного йо величине напряжению источника и противоположного по знаку, показанному на фиг. 2, реактивный ток нагрузки и обмоток 14, коммутирующего дросселя начинает протекать по цепи: дирд

20, обмотки 14, диоды 23, 25, фазы

А, В, С нагрузки, тиристор 6. Аналогичным образом работает схема при выключении других тиристоров.

Технико-экономическая:.ффективность предложенного инвертора определяется

Тем, что в процессе выключения силовых тнрнстОрОВ 1-6 к ним прикладывается обратное напряжение равное половине или полному напряжению коммутирующего конденсатора 17. Это позволяет в конечном счете повысить надежность работы инвертора. Исключение из схемы дио10 дов обратного моста упрощает схему инвертора и на 15-20% снижает мощность установленного оборудования;

714600

Составитель И. Жеребина

Редактор И. Алышева Техред Н. Ковалева корректор Ю.. Макаренко

Заказ 9309/57 Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобрегений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раув.ская наб., д. 4!5

Филиал ППП "Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4