Инвертор

Инвертор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«и 961077 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (Д) М. Кл. (22) Заявлено 09.02.81 (21) 3246403/24-07

Н 02 М 7/515 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 314. .572(088.8) Опубликовано 2 3. 09. 82. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 23.09.82 (72) Авторы изобретения

И.И. Кантер, Н.П. Митяшин, И.И. Артюхов и С.Ф. Степанов

Саратовский ордена Трудового Красного Знамен>и,=. политехнический институт 1 " (71) Заявитель (54) ИНВЕРТОР ми 1) и (2).

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для централизованного снабжения потребителей на повышенных частотах при высоком качестве электроэнергии.

Известны автономные инверторы, состоящие из двух тиристорных мостов с конденсаторной коммутацией, выходные напряжения которых складываются геометрически, причем к выводам переменного тока каждого моста подключено устройство регулирования реактивной мощности, выполненное по схеме с линейными дросселями, пос-. ледовательно соединенными с встречно- параллельными управляющими вентиля20

Недостатком укаэанных устройств является их сложность в силу значительного количества управляемых вентилей.

Известен также автономный инвертор 25 включающий мост основных тиристоров с коммутирующими конденсаторами и мост возвратных диодов, выводы постоянного тока которого соединены с входными выводами инвертора через дополнительные тиристоры (3). 30

Однако он устойчиво работает в узхопе диапазоне частот и при небольших изменениях параметров нагрузки, не обеспечивая при этом высокого качества кривой выходного напряжения.

Известны также автономные инверторы, состоящие иэ двух мостовых инверторов с конденсаторной коммутацией, выходные выводы которых подключены к первичным обмоткам трехфазного трансформатора, причем одни иэ первичных обмоток соединенызвездой, другие — треугольником (43. укаэанные инверторы, наряду с решением задачи увеличения мощности в единице оборудования, позволяют получить значительное улучшение формы кривой выходного напряжения.

Недостатками инвертора являются зависимость выходного напряжения от параметров нагрузки, неравномерность деления тока между тиристорными мостами при возможной асимметрии входящих в систему инвертора элементов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является автономный инвертор, содержащий два трехфазных тиристорных моста, выводы постоянного тока которых связаны с входными выводами, причем с

961077 одним иэ них — через соответствующие дроссели фильтра, а вйводы переменного тока каждого моста соединены через конденсаторы цежду собой и через дроссели — с выводами переменного тока соответствующего моста об.ратных диодов, выводы постоянного тока которого подключены к выводам ,постоянного тока данного тиристорного моста, а также трехфазный трансформатор с шестью первичными обмотками, 10 три иэ которых соединены звездой и подключены к выводам переменного тока одного моста, а три других— треугольником и подключены к выводам переменного тока другого моста Я. 5

Известный инвертор обладает жесткой внешней характеристикой и устой|чивостью при работе на двигательную нагрузку. 20

Недостатком его схемы является за- ° вышенная величина установленной мощности коммутирующих конденсаторов и вентильного комплекта, которая является следствием импульсного харак- ъ5 тера процессов, протекающих в контурах компенсации реактивной мощности. Целью изобретения является улучшение масса-габаритных показателей.

Укаэанная цель достигается тем, что автономный инвертор, содержащий два трехфазных тиристорных.моста, выводы постоянного тока которых связаны с входными выводами, причем с одним из них через соответствующие дроссели фильтра, а выводы переменного тока каждого моста соединены через конденсаторы между собой и через дроссели с выводами переменного тока соответствующего моста обратных 4О диодов, а также трехфазный трансформатор с шестью первичными обмотками, три из которых соединены звездой и подключены к выводам переменного тока одного тиристорного моста, а три 45 других - треугольником и подключены к выводам переменного тока другого моста, снабжен дополнительными тиристорами, один иэ которых включен между положительным. входным выводом 5О и общей очкой соединения катодных групп мостов обратных диодов, а два других включены между катодной группой тиристорного моста и анодной гру!ппой соответствующего моста обрат-55 ных диодов

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого инвертора; на фиг. 2 - гра-. . фики, поясняющие работу инвертора.

Автономный инвертор включает два 60 трехфаэных тиристорных моста 1 - б и 7 - 12., выводы постоянного тока которых связаны с входными выводами через дроссели 13 и 14 фильтра. Выводы переменного тока моста 1 - 6 соедйиены через конденсаторы 15 - 17 между собой и через дроссели 18 — 20 с выводами переменного тока моста обратных диодов 21 - 26. Выводы пере- менного тока моста 7 — 12 соединены между собой через конденсаторы 27

29 и через дроссели 30 — 32 с выводами переменного тока моста обратных диодов 33 — 38.

Инвертор содержит также трехфазный трансформатор 39, одни первичные обмотки 40 которого соединены звездой, другие 41 — треугольником,, причем обмотки 40 подключены к выводам переменного тока тиристорногс моста 1 — б, обмотки 41 — к выводам переменного тока моста 2 — 7. Инвертор снабжен дополнительными тиристорами 42 — 44, причем тиристор 42 включен в соответствующей полярности между положительным входным выводом и общей точкой соединения катодов диодов 21, 23, 25, 33, 35 и 37, тиристор 43 включен между катодной группой 2, 4 и б тиристорного моста и анодной группой 22, 24 и 26 диодного моста, а тиристор 44 включен между катодной группой 8, 10 и 12 тиристорного моста и анодной группой 34, 36 и 38 диодного моста.

Автономный инвертор работает следующим образом.

Тиристорные мосты 1 — б и 7 — 12 осуществляют преобразование постоянного напряжения в переменное трех— фазное напряжение. Так как одни первичные обмотки 40 трансформатора 39 соединены звездой, а другие 41 — треугольником, то между соответствующими линейными напряжениями должен быть обеспечен сдвиг фаз, равный

30 эл. град., что достигается сдвиroM во времени управляющих импульсов, подаваемых на управляющие электроды тиристоров мостов 1 — б и 7 - 12.

Кроме того, число витков первич„ной обмотки 40 трансформатора 39 должно быть в (У раз меньше, чем число витков обмотки 41. Чем точнее выполняются эти условия, тем ближе к синусоидальной форма выходного напряжения инвертора.

Жесткость внешней характеристики инвертора обеспечивается системой компенсации реактивной мощности, включающей тиристоры 42 - 44, мосты обратных диодов 21 — 26, 33 — 38, и дроссели 18 †. 20 и 30 — 32.

Для пояснения механизма стабилизации выходного напряжения рассмотрим в начале процессы в одном из мостов, например 1 - б. При очередной коммутации рабочего тиристора, например, б, напряжение на нем отрицательно некоторое время, отвечающее углу эапирания . Так как обратный диод

26 и дроссель 20, подключенные к соответствующему выводу тиристорно961077

zo моста, соединены с катодной группой этого моста через тиристор 43, то диод 26 открывается лишь в том случае, если на тиристор 43 будет подан управляющий импульс в;момент времени,соответствующий Углу а(а Р(Ы от считывается с момента коммутации тиристора- 6) (фиг.2).

Включение диода 26 приводит к возникновению импульса тока, имеющего длительность 2(Р-а(,) (при d

Импульсы токов дросселей 18-20 и 3032 ускоряют перезаряд коммутирующих конденсаторов 15 — 17, 27 — 29 и могут быть использованы для компенсации их реактивной мощности. Введен- 15 ные в схемч автономного инвертора ти.ристоры 42 — 44 позволяют задержать включение обратного моста на угол * (если d

На холостом ходу углы задержки (1 и (2 делаются равными нулю и происходит максимально возможная компенсация реактивной мощности. Для такого изменения углов <, в зависимости от нагрузки инвертора достаточно в системе управления организовать обратную связь, при которой задержка l „о(пропорциональна току нагрузки.

В схеме известного инвертора диоды обратных мостов открывают непосредственно в момент выключения соответствующего рабочего тиристора, при этом длительность импульсов то- 4О ка, протекающих через дроссели системы компенсации составляет 2p . В ре-. зультате этого в схеме (5) в номинальном режиме неизбежно возникают импульсы тока, ускоряющие перезаряд коммутирующих конденсаторов и, следовательно, часть реактивной мощности батареи коммутирующих конденсаторов

dQ требуется для компенсации этого тока. 50

Так как в предлагаемой схеме имеется возможность изменять момент включения обратного моста, то установленная мощность ее конденсаторной батареи на величину ЬЯ меньше 55 таковой, чем в схеме (5). Кроме этого, при заданной нестабильности выходного напряжения, вызванной из- менением нагрузки, установленная мощность тиристоров и диодов меньше, чем и схеме (5). Это объясняется тем, что на холостом ходу в схеме

4 (фиг. 1) требуется компенсировать меньшую емкостную мощность и, следовательно, требуются импульсы тока меньшей амплитуды.

Наличие раздельного управления обратными мостами позволяет испольэовать их также для балансировки токов, потребляемых рабочими мостами. Управляемйй межмостовой разбаланс углов

d<, (приводит,к разбалансу токов обратных мостов, что,благодаря рассеянию трансформатора, приводит к меж» мостовому разбалансу углов запирания, что, в свою очередь, вызывает желаемое изменение токов в цепях питания.

Формула изобретения

Инвертор, содержащий два трехфаэ ных тиристорных моста, выводы постоянного тока которых связаны с входными выводами, причем с одним из них через соответствующие дроссели фильтра, а выводы переменного тока каждо го моста соединены через конденса1 торы между собой и через дроссели с выводами переменного тока соответ-,,ствующего моста обратных диодов, а также трехфазный трансформатор с шестью первичными обмотками, три иэ которых соединены звездой и подключены к выводам переменного :ока одного тиристорного моста, а три других — треугольником и подключены к выводам переменного тока другого моста, отличающийся тем, что, с целью улучшения массо-габаритных показателей, он снабжен дополнительными тиристорами, один из которых включен между положительным входным выводом и общей точкой соединения катодных групп мостов обратных диодов, а два других включены между катодной группой тиристорного моста и анодной группой соответствующего мос.та обратных диодов.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 183269, кл. Н 02 М 7/515, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

9 497693, кл. Н 02 М 7/515, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР

9 432643, кл. Н 02 M 7/48, 1974.

4. Кайтер И.И. Статические преобразователи частоты. Иэд-во Саратовского университета. Саратов, 1966, с. 98, рис. 2-36 а, 2- 36б.

5. Применение ЭВИ для анализа и проектирования вентильных преобразователей. Тезисы докладов научнотехнического семинара. Саратов, 1977, с. 13, рис. 1.