Инвертор

Инвертор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскки

Соцкапксткческкн

Республик

»845246 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.10.79 (21) 2822955/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Н 02 М 7/515

Гесударстнннный квинтет

СССР (53) УДК 621.314..572 (088.8) llo динам нзебретений н нтнрмтнй

Опубликовано 07.07.81. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 17.07.81 (72) Авторы изобретения

И. И. Кантер, И. И. Ар;юхов, H. П. Мит и А. И. Печенкин

Саратовский политехнический институт (71) Заявитель (54) ИНВЕРТОР

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для электроснабжения потребителей на повышенных частотах при высоком качестве энергии.

Известны инверторы, содержащие мост основных тиристоров, в цепи питания которого включен сглаживающий дроссель, а к выводам переменного тока подключены коммутирующие конденсаторы с параллельно подключенным к ним тиристорно-дроссельным регулятором (1), (2), (3), (4) .

Такие инверторы характеризуются недостаточно высоким качеством выходного напряжения для питания особо ответственных потребителей.

Инверторы, выполненные по сложным мостовым схемам (5), наряду с решением задачи увеличения мощности в единице оборудования позволяют получить значительное улучшение формы кривой выходного напряжения. Однако невозможность реализовать идеальную симметрию секций инвертора приводит к неравномерному распределению потребляемого тока между мостами и, следовательно, к уменьшению выходной мощности устройства в целом.

Известен также инвертор, обеспечивающий более равномерное распределение тока между тиристорными мостами (6). Этот инвертор . включает в себя два моста основных тиристоров, в цепи питания каждого из которых включен сглаживающий дроссель, а между выводами переменного тока подключены коммутирующие конденсаторы, трехфазный трехобмоточный трансформатор, одна первичная обмотка которого соединена звездой, другая — треугольником, причем каждая из обмоток подключена к выводам переменного тока соответствующего моста основных тиристоров через регулирующие элементы устройства балансировки токов.

Инвертор содержит также блок управления, включающий в себя задающий генератор, две группы выводов которого соединены с управляющими входами соответствующих мостов основных тир исторов через блоки формирования управляющих импульсов.

Устройство балансировки токов, примененное в этом преобразователе, характери20 зуется большими габаритами и массой и не обеспечивает достаточной эффективности деления тока между мостами основных тиристоров, так как оно настраивается на

845246 фиксированную величину разбаланса напряжений мостов, который изменяется в процессе эксплуатации.

Целью изобретения является получение равномерного распределения токов между мостами основных тиристоров и повышение функциональной надежности инвертора.

Это достигается тем, что известный инвертор, содержащий два моста основных тиристоров, в цепи питания каждого из которых включен сглаживающий дроссель, а между выводами переменного тока подключены коммутирующие конденсаторы, трехфазный трехобмоточный трансформатор, одна первичная обмотка которого соединена в звезду, другая — в треугольник, причем каждая из обмоток подключена к выводам переменного тока соответствующего моста основных тиристоров, а также систему управления, включающую в себя задающий генератор, две группы выходов которого соединены с управляющими входами соответствующих мостов основных тиристоров через блоки формирования управляющих импульсов, снабжен двумя мостами дополнительных тиристоров, выводы переменного тока каждого из которых подключены к выводам переменного тока соответствующего моста основных тиристоров, и двухобмоточныM дросселем, обмотки которого подключены к выводам постоянного тока соответствующего моста дополнительных тиристоров, а система управления снабжена двумя блоками синхронизации, каждый из которых включает в себя узел измерения угла запирания, логический узел в виде шести двухвходовых логических элементов И и узел запуска, причем выход узла измерения угла запирания одного блока синхронизации подключен к одному из входов шести двухвходовых логических элементов И другого блока синхронизации, другие- входы каждого из указанных логических элементов подключены к соответствующей группе выходов задающего генератора, выходы логических элементов И через узлы запуска соединены с управляющими входами соответствующего моста дополнительных тиристоров, причем узел измерения угла запирания выполнен в виде трех однофазных двухполупериодных выпрямителей со средней точкой, выводы переменного тока которых образуют входные выводы узла измерения угла запирания, а управляющие входы соединены с выходными выводами соответствующего узла формирования управляющих импульсов, трех формирователей прямоугольных импульсов и трехвходового логического элемента ИЛИНЕ, причем входы формирователей прямоугольных импульсов соединены с выводами постоянного тока указанных однофазных двухполупериодных выпрямителей, выходы формирователей прямоугольных импульсов подключены к входам логического элемента ИЛИ-НЕ, выход которого образует выход узла измерения угла запирания.

На чертеже показана схема предлагаемого преобразователя.

Инвертор включает в себя два моста основных тиристоров 1 — 6 и 7 — 12, в цепи питания каждого из которых включены сглаживающие дроссели 13, между выводами переменного тока подключены коммутирующие конденсаторы 14, 15, 16, трехфазный трехобмоточный трансформатор 17, первичная обмотка 18 которого соединена в звезду, обмотка 19 — в треугольник, причем обмотка 18 подключена к выводам переменного тока моста основных тиристоров 1 — 6, обмотка 19 — к выводам переменного тока моста основных тиристоров 7 — 12. Инвертор содержит также систему управления 20, включающую в себя задающий генератор 21, две группы выходов которого соединены с управляющими входами мостов основных тиристоров 1 — 6 и 7 — 12 через узлы 22 формирования управляющих импульсов. Преобразователь снабжен двумя мостами дополнительных тиристоров 23 — 28 и 29 — 34, выводы переменного тока которых подключены к выводам переменного тока мостов основных тиристоров 1 — 6 и 7 в 12 соответственно, и двухобмоточным дросселем 35, обмотка 36 которого подключена к выводам постоянного тока моста дополнительных тиристоров 23 — 28, обмотка 37 — к выводам постоянного тока моста дополнительных тиристоров 29 — 34. Система управления 20 снабжена блоками синхронизации 38 и 39, каждый из которых включает в себя узел 40 измерения угла запирания, логический узел

41 в виде шести двухвходовых логических элементов И 42 — 47 и узел 48 запуска импульсов, причем выход узла 40 измерения угла запирания блока синхронизации 39.

Выход узла 40 измерения угла запирания блока синхронизации 39. подключен к одному из входов двухвходовых логических элементов И 42 — 47, расположенных в блоке синхронизации 39. Выход узла 40 измерения угла запирания блока синхронизации 39 подключен к входам логических элементов И

42 — 47, входящих в состав блока синхронизации 38. Логические элементы И 42 — 47 входами подключены также к соответствующей группе выходов задающего генератора 21.

Выходы логических элементов И 42 — 47 через узлы 48 запуска соединены с управляющими входами мостов дополнительных тиристоров 23 — 28 и 29 — 34.

Узел 40 измерения угла запирания выполнен в виде трех однофазных двухполупериодных управляемых выпрямителей 49, выводы переменного тока которых образуют входные выводы узла 40 измерения угла запирания, а управляющие входы соединены с соответствующими выходами узлов 22 формирования. Узел измерения угла запи845246 рания включает в себя также формирователи 50 прямоугольных импульсов и трехвходовый логический элемент ИЛИ-НЕ 51, причем входы формирователя 50 соединены с выводами постоянного тока выпрямителей 49, выходы формирователей 50 подключены к входам логического элемента

ИЛИ-НЕ 51, выход которого образует выход узла 40 измерения угла запирания.

Инвертор работает следующим образом.

Мосты основных тиристоров 1 — 6, 7 — 12 осуществляют преобразование постоянного напряжения в трехфазное напряжение. Так как первичная обмотка 18 трансформатора 17 соединена в звезду, а обмотка 19— в треугольник, между соответствуюшими линейными напряжениями мостов тиристоров 1 — 6, 7 — 12 должен быть обеспечен сдвиг фаз, равный 30 эл. град., что достигается сдвигом во времени управляющих импульсов, поступающих с различных групп выходов задаюшего генератора 21 через узлы 22 формирования импульсов на управляющие электроды тиристоров 1 — 6, 7 — 12.

Кроме этого, числа витков первичной обмотки 18, соединенной в звезду, должно быть в 43 раз меньше, чем число витков обмотки 19, соединенной в треугольник.

Так как выходные напряжения мостов основных тиристоров 1 — 6, 7 — 12 являются входными для мостов дополнительных тиристоров 23 — 28 и 29 — 34 соответственно, то при указанных на чертеже связях элементов между углами запирания мостов основных тиристоров 1 — 6, 2 — 7 и углами управления мостов дополнительных тиристоров 23 — 28, 29 — 34 будет существовать зависимость вида а(,= 90 + (ф — ф,), aL =90 + ٠—,ф,), где ф„ф — углы запирания мостов основных тиристоров 1 — 6 и 2 — 7 соответственно.

В силу указанной зависимости мосты дополнительных тиристоров 23 — 28, 29 — 34 будут оказывать влияние на энергетические процессы в соответствующих мостах основных тиристоров только при рассогласовании их углов запирания. Если по каким-либо причинам угол запирания В, стал меньше, чем угол запирания ф в результате чего ток Jd, потребляемый мостом тиристоров

1 — 6, стал больше тока 3d потребляемого мостом тиристоров 2 — 7, то угол управления а увеличится, а угол управления 4 уменьшится. Уменьшение угла oh приведет к возрастанию реактивной мощности, пот,ребляемой мостом дополнительных тиристоров 29 — 34 от моста основных тиристоров 7 — 12, в результате чего угол ф уменьшится, что приводит к выравниванию токов

3d), Jdg

Так как мосты дополнительных тиристоров реагируют только на разбаланс углов запирания мостов основных тиристоров, то

10 !

Формула изобретения го г5

55 установленная мошность дополнительного тиристорно-дроссельного оборудования получается незначительной. Отсутствие специальных автоматических регулирующих устройств упрощает схему и повышает ее надежность и устойчивость. Получение более равномернго распределения потребляемого тока между мостами основных тиристоров позволяет для обеспечения требуемой выходной мощности инвертора применить электроэлементы более низкого номинала, что приводит к уменьшению массы и габаритов всего устройства и к снижению его стоимости.

Одновременно с этим при более равномерной загрузке мостов основных тиристоров улучшается форма выходного напряжения преобразователя.

1. Инвертор, содержащий два моста основных тиристоров, в цепи питания каждого из которых включен сглаживающий дроссель, а между выводами переменного тока подключены коммутирующие конденсаторы, трехфазный трехобмоточный трансформатор, одна первичная обмотка которого соединена в звезду, другая — в треугольник, причем каждая из обмоток подключена к выводам переменного тока соответствуюшего тока соответствующего моста основных тиристоров, а также систему управления, включаюшую в себя задающий генератор, две группы выходов которого соедииены с управляющими входами соответствующих х остов основных тиристоров через узлы формирования управляющих импульсов, отличающийся тем, что, с целью получения равномерного распределения токов между мостами основных тиристоров и повышения функциональной надежности преобразователя, он снабжен двумя мостами дополнительных тиристоров, выводы переменного тока каждого из которых подключены к выводам переменного тока соответствующего моста основных тиристоров, и двухобмоточным дросселем, обмотки которого подключены к выводам постоянного тока соответствующего моста дополнительных тиристоров, а система управления снабжена двумя блоками синхронизации, каждый из которых включает в себя узел измерения угла запирания, логический узел в виде шести двухвходовых логических элементов И и узел запуска, причем выход узла измерения угла запирания одного блока синхронизации подключен к одному из входов шести двухвходовых логических элементов И другого .блока синхронизации, другие входы каждого из указанных логических элементов подключены к соответствующей группе выходов задающего генератора, выходы логических элементов И через узлы запуска соединены с управляющими входами соответствующего моста дополнительных тиристоров.

845246

Составитель Л. Устинкина

Редактор Т. Загребельная Техред А. Бойкас Корректор В. Бутяга

Заказ 4176j5 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

2. Инвертор по и. 1, отличающийся тем, что узел измерения угла запирания выполнен в виде трех однофазных двухполупериодных управляемых выпрямителей со средней точкой, выводы переменного тока которых образуют входные выводы узла измерения угла запирания, а управляющие входы соединены с выходными выводами соответствующего узла формирования управляющих импульсов, трех формирователей прямоугольных импульсов и трехвходового логического элемента ИЛИ-НЕ, причем входы формирователей прямоугольных импульсов соединены с выводами постоянного тока указанных однофазных двухполупериодных выпрямителей, выходы формирователей прямоугольных импульсов подключены к входам логического элемента ИЛИ-НЕ, выход которого образует выход узла измерения угла за пи р ани я.

Источники- информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент США Ио 3740638, кл. Н 01 М 7(22, 1д173.

2. Авторское свидетельство СССР № 520664, кл. Н 02 P 3/18, 1976.

3 Авторское свидетельство СССР № 620002, кл. H 02 М 7)515, 1976.

4. Авторское свидетельство СССР № 183269, кл. Н 02 М 7/52, 1966.

5. Кантер И. И. Статические преобразователи частоты. — Изд-во Саратовского университета, 1966, с. 98, рис. 2 — 36 а, б.

6. Кантер И. И. Статические преобразователи частоты. — Изд-во Саратовского университета, 1966, с. 103, рис. 2 — 41.