Трехфазный автономный инвертор

Трехфазный автономный инвертор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >951606 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.12.80 (21) 3009693/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл,з

Н 02 М 7/515.Гееударстеелнма камитет (53) УДК 621.314. .572 (088.8) Опубликовано 15.08.82. Бюллетень №30

Дата опубликования описания 25.08.82 по делам лэебретений и аткрмткй (72) Авторы изобретен ия

И. И. Кантер, Н. П. Митяшин, И. И. Артюхов, С. Ф.=(гепаиови В. И. Лазарев

Саратовский политехнический институт (71) Заявитель (54) ТРЕХФАЗНЫЙ АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для питания потребителей стабилизированным (регулируемым) напряжением заданной частоты в широком диапазоне изменения параметров нагрузки.

Известен трехфазный автономный инвертор, содержащий тиристорный мост с параллельно подключенным обратным диодным мостом, при этом между выходными выводами инвертора включены последовательные LC-цепочки (1) .

Данный инвертор обладает узким частотным диапазоном за счет наличия резонансных контуров, высоким коэффициентом несинусоидальности, зависимым от характера нагрузки, большим количеством реактивных элементов и полупроводниковых вентилей.

Известен также автономный инвертор, в котором для поддержания выходного напряжения в заданных пределах применен короткозамкнутый выпрямитель, выводы переменного тока которого содинены с выхбдными выводами инвертора через дроссели (2) .

Известен также автономный инвертор, содержащий тиристорный мост, связанный со входными выводами через сглаживающий дроссель, и блок компенсации реактивной мощности, выполненный в виде вертикально-конденсаторного моста, замкнутого на дроссель (3) .

Такое устройство обладает улучшенными массо-габаритными показателями, одна1О ко сокращение количества электромагнитных аппаратов и образование новых связей между элементами схемы сопровождается снижением надежности в работе, так как случайное перекрытие интервалов токопротекания регулирующих тиристоров приводит к короткому замыканию выходных выходов инвертора и, следовательно, к срыву инвертирования. Подключение вентильно конденсаторного моста к выводам переменного тока инвертор ного моста через дополнительные конденсаторы повышает надежность устройства, однако сопровождается ухудшением его массо-габаритных показателей (4).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является трехфаз951606. ый автономный инвертор, содержащий гиристорный мост с дросселем фильтра в цепи питания, звезду коммутирующих кон;. енсаторов, подключенную к выводам переменного тока тиристорного моста, а также цепочку из последовательно соединенных вентилей, включенную между выводами постоянного тока тиристорного моста в обратной полярности, и дроссель, подключенный между точкой соединения вен; тилей этой цепочки и нулевой точкой звезды коммутирующих конденсаторов (5).

Данный инвертор отличается простотой силовой схемы, отсутствием системы управления цепей компенсации реактивной мощности, однако при достаточно низкой частоте и значительной загрузке, когда угол запирания не превышает 30 эл. град., система компенсации не функционирует. В результате в диапазоне угла запирания 0 — 30 эл. град указанный инвертор обладает всеми недостатками, присущими параллельному инвертору тока.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и улучшение энергетических характеристик инвертора.

Указанная цель достигается тем, что трехфазный автономный инвертор, содержа- р гций мост с катодной и анодной группами тиристоров дроссель фильтра в цепи питания, звезду коммутирующих конденсаторов, подключенную к выводам переменного тока тиристорного моста, а также цепочку из зо последовательно соединенных вентилеи и второй дроссель, подключенный между точкой соединения вентилей этой цепочки и нулевой точкой звезды коммутирующих конденсаторов, снабжен диодом и вспомогательными конденсаторами, а вентили указанной выше цепочки выполнены управляемыми, причем катод одного вентиля соединен с анодом дополнительно введенного диода и через вспомогательный конденсатор — с анодной группой тиристорного моста, а анод другого вентиля соединен с катодом указанного диода и через другой вспомогательный конденсатор с катодной группой тиристорного моста.

На чертеже показана схема предлагаемого инвертора.

Трехфазный автономный инвертор содержит тиристорный мост 1 — 6, дроссель фильтра 7, коммутирующие конденсаторы

8 — 10, второй (компенсирующий) дроссель

11, управляемые вентили 12 и 13, вспомогательные конденсаторы 14, 15 и диод 16.

Инвертор работает следующим образом.

В режиме полной нагрузки тиристоры

12 и 13 не включаются и устройство работает как классический инвертор тока. На каждом из конденсаторов 14 и 15 напряжение равно половине амплитудного значения линейного напряжения на выходе инвертора.

С разгрузкой инвертора высвобождается реактивная мощность коммутирующих кон35

55 денсаторов 8 — 10, что ведет к увеличению угла запирания тиристоров 1 — 6 и к росту выходного напряжения. Для компенсации этой избыточной мошности и стабилизации выходного напряжения служит блок, состоящий из дросселя 11, тиристоров 12 и 13, конденсаторов 14 и 15, диода 16.

Рассмотрим интервал работы инвертора, в начале которого открывается тиристор 2, а закрывается тиристор 6. Угол запирания тиристора 6 определяется промежутком времени, в течение которого разность напряжений на конденсаторах 8 и 10 остается отрицательной. Уменьшение длительности этого промежутка достигается тем, что через некоторое время с после включения тиристора 2, подается управляющий импульс на тиристор 13, который открывается, образуя цепь, состояшую из тиристора 2, конденсатора 8, дросселя 11, тиристора 13 и конденсатора 15. Развивающийся под действием напряжения на конденсаторах 8 и 15 ток дросселя 11 ускоряет перезаряд конденсатора 8 и тем самым уменьшает угол запирания. Роль конденсатора 15 состоит в обеспечении открывающей полярности напряжения на тиристоре 13 при любой полярности напряжения на конденсаторе 8.

Ток дросселя 11 имеет импульсный характер, так как при перезаряде конденсатора 8 и частотном разряде конденсатора 15 этот ток начинает убывать и спадает до нуля, выключая тиристор 13. Потеря заряда конденсатором 15 восполняется зарядкой по цепи: источник, дроссель 7, конденсаторы

14 и 15 и диод 16, которая образуется включением последнего при достижении линейного напряжения на конденсаторах 8 и 9 суммарного значения напряжения на конденсаторах 14 и 15. Роль диода 16 состоит в том, чтобы избежать короткого замыкания в момент включения очередного тиристора.

Изменяя задержку а включения тиристора 13 относительно момента включения тиристора 2, возможно регулировать величину угла запирания.

Тиристор 12 включается на тех интервалах, в начале которых выключаются нечетные тиристоры 1, 3, 5, а тиристор 13 — на тех интервалах, в начале которых выключаются четные тиристоры 2, 4, 6.

Преимущество предлагаемого инвертора перед прототипом состоит в том, что компенсация реактивной мощности, и, следовательно, стабилизация выходного напряжения возможна при любом угле запирания. Таким образом, инвертор может применяться в более широких диапазонах изменения частоты и нагрузки. Помимо этого в предлагаемом инверторе выходное напряжение может регулироваться посредством изменения моментов включения тиристоров 12 и 13. В результате функциональные возможности предлагаемого инвертора

951606

Формула изобретения

Составитель Г. Мыцык

Редактор А. Долинич Техред А. Бойкас Корректор В. Бутяга

Заказ 5715/70 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская на 6., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 соответствуют таковым аналогов (2) и (3), что достигается, однако, при меньшем количестве силовых элементов и более прос том законе управления и схемной реализации системы управления. По сравнению с прототипом в предлагаемой схеме имеет место лучшее использование вентилей по току, так как одинаковое значение первой гармоники компенсирующего тока в ней может быть достигнуто при большей длительности импульса тока дросселя 11 и, следовательно, при его меньшей амплитуде.

Кроме того, в предлагаемой схеме вспомогательные конденсаторы 14 и 15 работают на постоянном токе, поэтому они могут быть выполнены однополярными.

Трехфазный автономный инвертор, содержащий мост с катодной и анодной группами тиристоров, дроссель фильтра в цепи питания, звезду коммутирующих конден- >0 саторов, подключенную к выводам переменного тока тиристорного моста, а также цепочку из последовательно соединенных вентилей, и второй дроссель, подключенный между точкой соединения вентилей этой

25 цепочек и нулевой точкой звезды коммутирующих конденсаторов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет увеличения диапазонов изменения частоты и нагрузки и улучшения энергетических характеристик, он снабжен диодом и вспомогательными конденсаторами, а вентили указанной выше цепочки выполнены управляемыми, причем катод одного вентиля соединен с. анодом введенного диода и через вспомогательный конденсатор — с анодной группой тиристорного моста, а анод другого вентиля соединен с катодом указанного диода и через другой вспомогательный конденсатор — с катодной группой тиристорного моста.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 251079, кл. Н 02 М 7/515, 1969.

2. Преобразовательные устройства в электроэнергетике, М., «Наука», 1964, с. 40, рис. 1.

3. Авторское свидетельство СССР № 412660, кл. Н 02 М 5/42, 1971.

4. Авторское свидетельство СССР

¹ 522537, кл. Н 02 M 7/515, 1976.

5. Авторское свидетельство СССР № 788309, кл. Н 02 М 7/515, 1979 (прототип).