Преобразователь постоянноготока b переменный

Преобразователь постоянноготока b переменный

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

< >797026

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 051278 (21) 2691079/24-07 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет—

Опубликовано 150181 Бюллетень М 2

Дата опубликования описания 150181 (51)М. Кл З

Н 02 М 7/515

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5З) НЖ 621 ° 314. . 572 (088. 8) (72) Автор изобретения

И.И.Пресманн (71) Заявитель (541 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

В ПЕРЕМЕННЫЙ ры (2) .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике.

Известны преобразователи постоянного тока в переменный, выполненные 5 по схемам инверторов тока или резонансных инверторов, регулирование величины выходного напряжения которых осуществляется фаэоимпульсным управлением тиристорами инвертора и (или) 10 изменением величины постоянного напряжения источника питания f15 .

Недостатком инвертора тока и резонансного инвертора является то, что при уменьшении величины выходного напряжения, что достигается путем уменьшения угла опережения, схемное время для восстановления тиристоров также уменьшается, чем ограничивается диапазон допустимо- 20

ro изменения выходного напряжения.

Другими недостатками инвертора тока являются относительно жесткие условия включения и выключения тиристоров, необходимость подключения 25 на его вход коммутирующего дросселя отиосительно большой индуктивности, а также его неудовлетворительная запускаемость без применения специальных цепей пускового устройства. 30

2 фт,-, Недостатком резонансного инвергора, в котором колебательный,характер тока обеспечивается примеМвнием резонансной LC =цепи, является необходимость наличия конденсатора фильтра большой емкости и относительно громоздкого дросселя колебатель-ного контура, а формы тока тиристоров и нагрузки заданы параметрами элементов колебательного контура и нагрузки, т.е. невозможно при изменениях параметров нагрузки и заданных значениях входного и выходного напряжений управлять формой тока и углом эапирания тиристоров посредством системы управления.

Наиболее близким к предлагаемому является инвертор, содержащий связанную со входными выводами через дроссель фильтра тиристорную ячейку, а также дополнительные тиристоНедостатками укаэанного инвертора являются прерывистая форма тока источника питания, уменьшение угла запирания тиристоров при уменьшении величины выходного напряжения инвер тора, применимость только для одного конкретного типа инвертора. Фор797026 ма тока и коэффициент формы тока нагрузки в этой схеме не зависят от глубины регулирования выходного напряжения.

Цель изобретения — улучшение знер гетических показателей за счет реализации процесса пуска с облегченной коммутацией и увеличенным углом запирания тиристоров при повышенных значениях коэффициентов мощности источника питания и нагрузки.

Укаэанная цель достигается тем, что преобразователь постоянного тока в переменный содержащий связанную со входными выводами через дроссель фильтра тиристорную инверторную ячейку, а также дополнительный тиристор, снабжен35 дополнительным дросселем и конденсатором, одна обкладка которого соединена с отрицательным входным выводом, а вторая — с одним. концом дополнительного дросселя и связана с катодом до- gg полнительного тиристора, соединенного анодом с другим концом дополнительного дросселя и с точкой соединения фильтрового дросселя с тиристорной ячейкой.

Кроме того, с целью повышения надежности за счет снижения обратного напряжения на дополнительном тиристоре, он снабжен диодом, включенным согласно-последовательно с указанным тиристором.

На фиг. 1 и 2 представлены схемы Зо предлагаемого преобразователя.

Схема содержит дроссель 1 фильтра, тиристорную ячейку 2, нагрузку 3, дополнительный блок 4 и систему 5 управления. Тиристорная ячейка 2 содер- N жит тиристоры 6-9. Нагрузка должна иметь емкостную реакцию и состоит из коммутирующего (компенсирующего)конденсатора 10, дросселя 11 и резистора 12. Дополнительный блок 4 содержит 40 дополнительный тиристор 13, последовательно с которым включен конденсатор 14, а параллельно - дополнительный дроссель 15. Цепь тиристора 13 и конденсатора. 14 подключена параллельно входу тиристорной ячейки 2, анод тиристора — к общей точке дросселя 1 и ячейки 2, катод - к конденсатору 14. На фиг.2 согласно-последовательно с тиристором 13 включен диод 16 °

Запуск и работа преобразователя заключается в следующем.

При питании инвертора от управлявмого выпрямителя, одновременно с подачей первых импульсов управления на тиристоры выпрямителя, отпирают донолнительный тиристор 13, и конденсатор

14 начинает заряжаться через дроссель

1 и тиристор 13, тем самым обеспечивая нарастание тока в дросселе 1. Че- бО рез определенную задержку отпирают основные тиристоры инвертора, к тиристору 13 прикладывается обратное напряжение, равное напряжению на конденсаторе 14, он выключается, и ток 4$ дросселя 1 протекает через нагрузку обуславливая нарастание напряжения на выходе инвертора, достигающее через определенный интервал времени значение, превышающее напряжение на конденсаторе 14. Тем самым к тиристору 13 прикладывается прямое напряжение, а при очередном отпирании его ток дросселя 1 опять замыкается через тиристор 13 и конденсатор 14, а к основным тиристорам инвертора, до это.го проводившим ток, прикладывается обратное напряжение, и они выключаются. Такая поочередная работа дополнительного тиристора 4 и основных тиристоров инвертора продолжается до конца процесса пуска инвертора, а также при его установившемся режиме работы.

По мере заряда конденсатора 14 импульсами тока через тиристор 13 напряжение на нем достигает занчения напряжения источника питания и превышало бы его, если бы конденсатор

14 не разряжался через дроссель 15.

Тем самым в установившемся режиме работы среднее значение напряжения на конденсаторе 14 поддерживается равным среднему значению напряжения источника питания, а через дроссель

15 протекает ток, в зависимости от величины индуктивности более или менее сглаженный. В интервале проводимости основных тиристоров ток на выходе инвертора складывается иэ токов дросселей 1 и 15, а в интервале проводимости дополнительного тиристора 13 токи дросселей 1 и 15 протекают через него. Так как среднее значение тока конденсатора 14 равно нулю, то относительно тока дросселя

15 тем больше, чем больше относительная длительность открытого состояния тиристора 13. Тем самым, изменяя задержку времени между моментами отпирания дополнительного тиристора 13 и основных тиристоров инвертора, осуществляется широтно-импульсное регулирование выходного тока инвертора, а угол эапирания основных тиристоров увеличивается на время открытого состояния дополнительного тиристора 13 при условии, что в течение этого интервала напряжение на основных тиристорах не достигало нулевого значения, т.е. форма напряжения на основных тиристорах полностью соответствует форме напряжения на тиристорах резонансного инвертора при его работе в режиме прерывистого входного тока. форма тока в дросселе 15 задается величиной выходного напряжения и углами управления основным и дополнительным тиристорами инвертора. При иидуктивности дросселя 15 меньше, чем дросселя 1 форма тока дросселя .15 имеет более колебательный характер, а его влияние на выходной ток инвер797026 тора тем существеннее, чем меньше выходная мощность. Тем самым при небольших сопротивлениях нагрузки, соответствующих большим выходным мощностям, инвертор работает в режиме инвертора тока с регулируемой длительностью импульса тока через нагрузку,, 5 а при увеличении сопротивления нагрузки, т.е. при снижении выходной мощности, форма тока нагрузки принимает более колебательный характер, напоминающий форму тока в резонансном инверторе ° Работоспособность инвертора сохраняется и при прерывистом характере тока дросселя, т.е. входного тока инвертора, поддерживаемая током разряда конденсатора 14 15 через дроссель 15. При этом цепь из дросселя 15 и конденсатора 14 целесообразно настроить на резонанс на частоте основной гармоники выходного напряжения источника питания, в Щ частном случае — управляемого выпрямителя.

С изменением относительной длительности интервала проводимости дополнительного тиристора изменяется форма тока нагрузки инвертора и отнощение величины основной гармоники тока нагрузки ко входному току инвертора, а в результате этого — величина выходного напряжения инвертора при постоянстве сдвига фаз между выходным током и напряжением инвертора.

Форма кривой напряжения на дополнительном тиристоре соответствует кривой напряжения на дросселях 1 и 15 т.е. наибольшее прямое напряжение равно разнице амплитудного значения напряжения на нагрузке и напряжения питания, а наибольшее обратное напряжение близко к сумме этих напряжений, следовательно значительно выше. Для исключения необходимости в последовательном соединении дополнительных тиристоров при недостаточном обратном напряжении последовательно тиристору 13 может быть включен диод

16.

Формула изобретения

1. Преобразователь постоянного тока в переменный, содержащий связанную со входными выводами через дроссель фильтра тиристорную инверторную ячейку, а также дополнительный тиристор, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, он снабжен дополнительным дросселем и конденсатором, одна обкладка которого соединена с отрицательным входным выводом, а вторая - с одним концом дополнительного дросселя и связана с катодом дополнительного тиристора, соединенного анодом с другим концом дополнительного дросселя и с точкой соединения фильтрового дросселя с тиристорной ячейкой.

2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен диодом, включенным согласно-последовательНо с дополнительным тиристором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Беркович Е.И. и др. Тиристорные преобразователи высокой частоты.

JI., "Энергия", 1973. С.29, 89.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 383180, кл. H 02 М 7/515, 1970

797026

Составитель И.Жеребина

ТехредМ.Табакович Корректор В. Бутяга

Редактор М.Келемеш

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 9798/76 Тираж 739 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изоберетений и открытий

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