Инвертор

Инвертор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<и вТ336О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.11.79 (21) 2838229/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

{5l)M. Кл.

Н 02 М 7/515

fecyaapcxswbN комитет

СССР

Опубликовано 15.10,81, Бюллетень № З8

Дата опубликования описания 15.10.81 ио лелем изобретеиий и открытий

{53) УДК621З14. .572 (088.8) (72) Авторы изобретения

И, И. Кантер, И. И. Артюхов, Н. П. Митяшин, С. Ф. Ст анов;и А. И. Печенкин (71) Заявитель

Саратовский политехнический институт (54) ИНВЕРТОР

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике н может быть использовано для электроснабжения цехов на повышенной частоте, для электроприводов турбокомпрессорных установок микрокриогенной техники, работающих на частотах выше 1500 Гц и для питания других многофазных потребителей при высоком качестве электроэнергии.

Известен преобразователь повышенной частоты, содержмций подключенную к входным; зажимам через дроссель фильтра последователь-. ную цепь из нагрузки и конденсатора фильтра, параллельно которой через коммутирующий дроссель подключен многофазный вентильный мост, а также включение в звезду коммутирующие конденсаторы, присоединенные к выходным зажимам моста, и подключенные к входным зажимам моста две цепочки из последовательно соединенных индуктивности и диода, причем общая точка этих цепей соединена с общей точкой включенных в звезду коммутирующих конденсаторов (1) .

Недостатком данного преобразователя является сильная зависимость напряжения на коммутирующнх конденсаторах от величины нагрузки.

Известен также преобразователь частоты, содержащий тиристорный мост с коммутирующими конденсаторами, соединенными в звезду, общая точка которых подключена к входным зажимам преобразователя через диоды (2).

Недостаток данной схемы состоит в наличии потерь в дросселях и диодах обратного тока, а также в высоком содержании высших гармоник в кривой выходного напряжения.

Известны преобразователи частоты, выполненные по многомостовым схемам, обеспечивающие получение выходного напряжения высокого качества (3), (4), (5) и (62.

Однако они сложны н обладают ограниченным частотным диапазоном.

Известен также преобразователь частоты, содержащий два инверторных блока, каждый . из которых включает в себя тиристорный мост

20 с катодным дросселем в цепи питания, и с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока, мост обратных диодов, выводами переменного тока подключенный через

873360 4 дроссели к выводам переменного тока тиристорного моста, а также трехфазный трехобмоточный трансформатор, одна первичная обмотка которого соединена звездой, другая — треугольником, причем каждая из обмоток подключена к выводам переменного тока соответствующего инвертора блока (71, Данный преобразователь обладает жесткой внешней характеристикой, высоким КПД и обеспечивает получение выходного напряжения высокого качества. Основной недостаток схемы состоит в том, что при работе преобразователя на повышенных частотах, когда угол, соответствующий минимально допустимому времени запирания для данного типа тиристоров, превышает 30 эл. град., значительная часть установленной мощности конденсаторной батареи расходуется на установление баланса мощностей в цепях импульсной обратной связи статической системы стабилизации выходного напряжения.

На частотах, при которых угол восстановления запирания приближается к 60 эл, град., режим работы преобразователя становится энергетически невыгодным, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является инвертор, содержащий два тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока, причем анодные группы мостов через две полуобмотки дросселя подключены к положительному входному выводу, а катодные группы мостов соединены между собой и через другой дроссель подключены к отрицательному входному выводу, и трехфазный трехобмоточный трансформатор, одна первичная обмотка которого соединена звездой, другая — треугольником, причем каждая из обмоток. подключена к выводам переменного тока соответствующего тиристорного моста (8).

Данный инвертор наряду с решением задачи увеличения мощности в единице оборудования позволяет получить значительное улучшение формы кривой выходного напряжения. Основным недостатком устройства является то, что при работе на повышенных частотах, когда требуется иметь величины углов восстановления, достигающие 40 — 50 эл. град. (и более), небольшие изменения параметров нагрузки приводят к значительным колебаниям выходного напря.жения. В частности, оказывается невозможной работа преобразователя на холостом ходу.

Кроме того, невозможность реализовать идеальную симметрию секций преобразователя приводит к неравномерному распределению потребляемого тока между мостами и, следовательно, к уменьшению выходной мощности преобразователя. Указанные недостатки приводят к снижению надежности устройства, и, следовательно, к сужению области его применения.

Целью изобретения является повышение функциональной надежности инвертора.

Указанная цель достигается тем, что инвертор, содержащий два трехфазных тиристорных моста, анодные группы которых подключены к положительному входному выводу через полуобмотки первого дросселя, а катодные группы соединены между собой и подключены к одному из выводов другого дросселя, две группы коммутирующих. конденсаторов, подключенных к выводам переменного тока тиристорных мостов, а также трехфазный трехобмоточный трансформатор, одна первичная обмотка которого соединена в звезду, другая— в треугольник, причем каждая из обмоток подключена к выводам переменного тока соответствующего тиристорного моста, снабжен двумя диодами, соединенными последовательно-встречно, причем катоды указанных диодов подключены к анодным группам тиристорных мостов, аноды через другой дроссель соединены с катодными группами тиристорных мостов, общая точка соединения которых образует отрицательный входной вывод преобразователя.

На фиг. 1 изображена схема инвертора; на фиг. 2 — графики напряжений и токов, поясняющие его работу.

Инвертор содержит два трехфазных тиристорных моста 1 и 2, анодные группы которых подключены к положительному входному выводу через полуобмотки 3 и 4 дросселя 5, а катодные группы соединены между собой и подключены к одному из выводов дросселя 6, две группы коммутирующих конденсаторов 7 и 8, подключенные к выводам переменного тока тиристорных мостов 1 и 2 соответственно, а также трехфазный трехобмоточный трансформатор 9, первичная обмотка 10 которого соединена в звезду и подключена к выводам переменного тока моста 1, обмотка 11 соединена в треугольник и подключена к выводам переменного тока моста 2.

Инвертор снабжен диодами 12 и 13, соединенными последовательно-встречно, причем катод диода 12 подключен к анодной группе моста 1, катод диода 13 — к анодной группе моста 2, аноды диодов 12 и 13 через дроссель

6 соединены с катодными группами тиристорных мостов 1 и 2 общая точка соединения которых образует отрицательный входной вывод.

Инвертор работает следующим образом.

Диоды 12 и 13 и дроссель 6 образуют силовую отрицательную обратную связь, которая работает при углах запирания 9 больших, чем 60 эл. град. Такой режим работы может иметь место в двух случаях: при разгрузке инвертора (режим холостого хода или близкий к нему) и в номинальном режиме, когда

73360

5 8 схема работает на частотах, при которых угол, соответствующий минимально допустимому времени запирания для данного типа тиристора, превышает 60 эл.град. При этом через дроссель 6 протекают с двенадцатикратной часто той импульсы тока с ллителыюстью 2 (P -60 ).

Эти импульсы ускоряют перезаряд конденсаторов 7 и 8 тем интенсивнее, чем больше угол Ъ превосходит 60 эл.град, Тем самым осуществляется стабилизация выходного напряжения инвертора.

При углах эапирания lb «à <60 эл.град. работа схемы полностью аналогична работе известного инвертора.

Предложенное устройство выгодно отличается от известного жесткой внешней характеристикой, способностью работать на холостом ходу, более равномерным распределением потребляемого тока между тиристорными мостами, устойчивостью при работе на двигательную нагрузку, что достигается за счет организации силовой обратной связи, причем простейшим образом, без специальным автоматических управляющих устройств.

Немаловажным является и тот факт, что введение новых элементов не снижает КПД устройства, так как силовая обратная связь образована таким образом, что исключена возможность накопления электромагнитной энергии в элементах схемьь

Формула изобретения

Инвертор, содержащий два трехфазных тиристорных моста, анодные группы которых подключены к положительному входному выводу через полуобмотки первого дросселя, а катодные группы соединены между собой и подключены к одному из выводов другого дрос. селя, две группы коммутирующих конденсаторов, подключенных к выводам переменного тока тиристорных мостов, а также трехфазный трехобмоточный трансформатор, одна первичная обмотка которого соединена в звезду, другая — в треугольник, причем каждая из обмоток подключена к выводам переменного тока соответствующего тиристорного моста, о т1р лича ющий ся тем,что, сцельюповышения функциональной надежности, он снабжен двумя диодами,.соединенными последовательновстречно, причем катоды указанных диодов подключены к анодным группам тттристорных

1 . мостов, аноды через друтой дроссель соедннены с катодными группами тиристорных мостов, общая точка соединения которых образует отрицательный входной вывод преобразователя.

Источники информации, принятые во внимаш1е при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 489186, . кл. Н 02 М 7/52, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР Р 615577, кл. Н 02 М 7/Я5, 1978.

3. Патент США У 3775662, кл. Н 02 М 7/48, 1973.

4. Заявка Велнкобриташш Н 1364995, кл. Н 02 М 1/18, 1974.

5. Заявка ФРГ 11 2257264, кл. Н 02 P 13/20, 19 /5.

6. Патент США Р 3876922, кл. Н 02 Р 13/00, 1975, 7. Применение ЭВМ для анализа и проектирования вентильных преобразователей. (Тезисы докладов научно-технического, семинара), Сара- тов, 1977, с. 13, рис. 1.

8. Кантер И. И. Статические преобразователи частоты. Изд-во СГУ, Саратов, 1966, с. 98, рис. 2 — Зб,б.

873360

Составитель Г. Мыцык

Техред С.Мигунова .

Корректор Ю. Макаренко

Редактор Е. Дорошенко

Заказ 9067/81

Тираж 733

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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