Трехфазный автономный инвертор
Патент 881954
Авторы
Классы МПК
Трехфазный автономный инвертор
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
О П И С А Н И Е (881954
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.03,80 (21) 2888947/24-07 с присоединением заявки № (5) } Ч. Кл.
ll 02 М 7/115
ГооударственныИ комитет
СССР по аелаи наебретеннй н открытнй (23) Приоритет
Опубликовано 15.11.81 Бюллетень ¹42
Дата опубликования описания IS.11.81 (5З } УД К621.314.
572 (088.8) Г
И. H. Кантер, С. Ф. Степанов и И. И. Арйохов (72) Авторы изобретения.1
Саратовский политехнический институт (71) Заявитель (54) ТРЕХФАЗНЫЙ ABTOH0MHblA ИНВЕРТОР
Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и предназначено для создания источников энергоснабжения цехов на повышенной частоте, а также может быть использовано в системе частотного электропривода.
Известен автономный инвертор, содержащим тиристорный мост со звездой коммутирующих конденсаторов и реактором в цепи питания.
К шинам постоянного тока упомянутого тиристорного моста подсоединены два последовательно соединенных тиристора, общая точка соединения которых через конденсатор подключена к нулевой точке коммутирующих конденсаторов (1) .
Недостатком схемы является то, что часть схемы, состоящая из двух тиристоров, конденсатора, датчика напряжения, системы управления, обеспечивает. независимость работы инвертора при изменении ищуктивности нагрузки, но не обеспечивает жесткой внешней характеристики при изменении нагрузки от. номинальной до холостого хода.
Известен трехфазный инвертор, содержащий трехфазньп1 тиристорный мост с компенсирую1 шими конденсаторами, подключен ыми к выводам переменного тока, и коммутатор, подключенный к шинам постоянного тока тиристорного моста, которые через дроссель соединены также с источником питания (2).
Недостаток схемы — высокие значения напряжений на всех элементах схемы в режиме холостого хода, В автономном инверторе, содержащем питаемь|й через реактор, трехфазный тиристорный мост с отсекающнми ilHollBMH, коммутирую1дими конденсаторами и вентильным мостол обратного тока, соединены с выходом ипвсртора через нндуктнвности, используется цепочка из диола, тиристора и конденсатора для ограничения напряжений на элементах схемы (3).
Применение данной цепочки ограничения напряжений в схемах где нет вентнльного моста обратного тока позволяет получи1ь напряжение, приблизи гельно равное двойному
t0
40
55 напряжению источника питания, что является недостатком.
Наиболее близким к предлагаемому является автономный инвертор, содержащий тиристорный мост с дросселями в цепях постоянно-го тока, зашунтированными диодами, и звездой коммутирующих конденсаторов, нулевая точка которых через диоды соединена с шинами постоянного тока (4}.
Недостаток схемы заключается в наличии периодически возникающих закороток индуктивностей в цепях питания тиристорного моста.
Это приводит к накоплению энергии в этих индуктивностях, что приводит к увеличению токов, циркулирующих в схеме. Для нормальной работы необходимо иметь активные потери в схеме, снижающие КПД устройства. При малых активных потерях работа схемы становится невозможной из-эа значительного увеличения токов в схеме. Это увеличение токов происходит до тех пор, пока произойдет срыв инвертирования.
Цель изобретения — повышение функциональной надежности устройства.
Указанная цель достигается тем, что трехфаэный автономный инвертор, содержащий подключенный ко входным выводам трехфазный тиристорный мост, выводы переменного тока которого соединены с выходными выводами и звездой коммутирующих конденсаторов, нулевая точка которой связана с двумя последовательно соединенными вентилями, подключенными ко входным выводам в обратном направлении, а также два диода, анод первого из которых соединен с анодной группой моста, а катод второго — с катодной группой моста, снабжен двумя дополнительными дросселямн и двумя последовательно соединенными дополнительными конденсаторами, соединенными общей точкой с нулевой точкой звезды конденсаторов и включенными между упомянутыми двумя диодами и последовательно соединенными вентилями, в качестве которых использованы дополнительные тиристоры, подключенные ко входным выводам через дополнительные дроссели.
На чертеже представлена схема предлагаемого инвертора.
Автономный инвертор содержит тиристорный мост 1 — 6 со звездой коммутирующих конденсаторов 7 — 9, нулевая точка которой подключена к общей точке соединения конденсаторов 10, 11. Другие обкладки этих конденсаторов соединены с диодами 12, 13 и дополнительными тиристораЬ4и 14, 15. Тиристоры
14, 15 через дополнительные дроссели 16, 17 соединены со водными выводами, подключенными к источнику питания 18, соединенного, через дроссели 19, 20 с выводами постоянно881954 4 го тока тиристорного моста 1 — б. К этим же выводам подключены диоды 12, 13. При наличии средней точки у источника питания
18, она может быть соединена с общей точкой конденсаторов 10, 11.
Инвертор работает следующим образом.
Среднее значение напряжения на конденсаторах 10, 11 равно 1/2 напряжении источника питания. Амплитуда переменной составляющей этого напряжения зависит от соотношения емкостей коммутирующих конденсаторов
7 — 9 и конденсаторов 10, 11. Обычно стараются иметь переменную составляющую в 5—
20 раз меныпе постоянной составляющей. Чем меньше переменная составляющая, тем выше жесткость внешней характеристики инвертора и тем меньше максимальные значения напряжений на элементах схемы в режиме холостого хода отличаются от максимальных значений номинального режима. Ограничение напряжений на коммутирующих конденсаторах в режиме холостого хода осуществляется перераспределением тока, дросселей 19, 20 между коммутирующими конденсаторами 7 — 9 и конденсаторами 10, 11 в момент, когда напряжение коммутирующих конденсаторов становится равным 1/2 напряжения источника питания 18. Емкость конденсаторов 10, Il в несколько раз больше емкости коммутирующих конденсаторов, и это обстоятельство приводит к тому, что напряжение на коммутирующих конденсаторах незначительно превышает 1/2 напряжения источника питания
18 В начале каждого интервала токопротекания тиристоров моста l — б, диоды 12, 13 оказываются запертыми и в это время происходит сброс энергии, накопившейся в конденсаторах 10, 11 во время предыдущего интервала, в источник литания 18. Такая организация работы схемы ограничения напряжений на коммутирующих конденсаторах и всех элементах схемы позволяет избежать закороток дросселей 19, 20 и накопления энергии в них.
Таким образом, данный автономный инвертор выгодно отличается от известного возможностью работы без накопления электромагнитной энергии в дросселях при сохранении жесткой внешней характеристики. Отсутствие накопления электромагнитной энергии в дросселях исключает зависимость работоспособности схемы, а также максимальных значений токов тиристоров от активных потерь, что позволяет получить максимальный
КПД схемы и очень эффективно использовать тиристоры по току. Достоинством схемы является и то, что в целях сброса энергии максимальные значения напряжений на элементах значительно ниже напряжения источника питания. Это позволяет выбирать тиристоры цеСоставитель И. Жеребина
Техред А,Бабинец Корректор У. Пономаренко
Редактор М. Хома
Заказ 9995/84
Тираж 733 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
5 ней сброса1-2 класса, а класс диодов в два раза ниже, чем класс тиристоров моста.
Формула изобретения
Трехфазный автономный инвертор, содержащий подключенный ко входным выводам трехфазный тиристорный мост, выводы переменного тока которого соединены с выходными выводами и звездой коммутирующих конденсаторов, нулевая точка которой связана с двумя последовательно соединенными вентилями, подключенными ко входным выводам в обратном направлении, а также два диода, анод первого из которых соединен с анодной группой моста, а катод второго с катодной группой моста, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения функциональной надежности, он снабжен двумя
881954 6 дополнительными дросселями и двумя последовательно соединенными дополнительными конденсаторами, соединенными общей точкой с нулевой точкой звезды конденсаторов и включенными между упомянутыми двумя диодами и последовательно соединенными вентилями, в качестве которых использованы дополнительные тиристоры, подключенные ко входным выводам через дополнительные дросселя.
1О
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США У 4039926, кл. 363 — 438, 1978, 2. Авторское свидетельство СССР N 226008, кл. Н 02 М 7/515, 1968.
3. Авторское свидетельство СССР по заявке
N 269!070/24 — 07, кл. H 02 М 7/515, 1978.
4. Авторское свидетельство СССР No 615577, ро кл. Н 02 М 7/515, 1975.