Автономный инвертор с узлом ограничения коммутационных перенапряжений

Автономный инвертор с узлом ограничения коммутационных перенапряжений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

В.В.Воробьев, М.В.Лебедев, А.С.Абдее (72) Авторы изобретения и Лв®Ц щррф. с

) 3,,"„ „"„,,„:,",,„,. 13

ЬИЫИЭТЕНР (71) Заявитель (54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР С УЗЛОМ ОГРАНИЧЕНИЯ

КОММУТАЦИОННЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

1, Изобретение относится к автономным инверторам с узлами ограничения и распределения коммутационных перенапряжений и может быть использовано, в частности,,при построении мощных резонансных инверто- 5 ров.

Известны инверторы с узлами ограничения коммутационных перенапряжений, содержащие подключенные параллель" но, каждому вентилю демпфируащие

RC-цепочки f1 ) и (2 j .

1Однако в таких инверторах полностью не решается проблема равномерного распределения коммутационных перенапряжений по последовательно соединенным вентилям, прикладывающихся к ним сразу после периода горения, так как из-за разброса времени выключения вентилей. часть демпфирующих цепочек шунтируется вентилями, продолжающими гореть, а демпфирующей цепочке, подключенной к тиристору с наименьшим временем выклю2 чения, в течение определеНного .промежутка времени будет приложено полное напряжение. Длительность этого промежутка определяется разницей времени выключения вентилей.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является инвертор с узлом ограничения перенапряжений, содержащий трансформаторы, обмотки которых связаны с ограничительными RC-цепочками вентилей каждого из плеч моста инвертора (3).

Однако в таком инверторе пробой одного из вентилей вызывает короткое замыкание соответствующей обмотки многообмоточного трансформатора и увеличение тока в ней. Необходимость учета этого при проектировании трансформатора приводит к значительному увеличению его габаритов и ухудшению условий ограничения.

Цель изобретения - улучшение ограничения и равномерного распре96683

3 деления коммутационных перенапряжений в мостовых резонансных инверто рах, что позволяет снизить установленную мощность вентилей инвертора.

Поставленная цель достигается тем, что в автономном инверторе с узлом ограничения коммутационных перенапряжений, содержащем мост иэ вентильных плеч, каждое из которых содержит последовательно соединенные 1ф тиристоры, эашунтированные последовательной ограничительной цепочкой, состоящей из диода, конденсатора и резистора, и многообмоточные выравнивающие трансформаторы, первичные обмотки выравнивающих.трансформаторов подключены встречно-парал-, лельно к диагонали переменного тока моста, а вторичные - через конденсаторы параллельно к конденсатору и .ув резистору ограничительных цепочек вентилей соответствующих синфазных плеч моста.

На чертеже приведена схема инвертора. 2$

Инвертор состоит иэ силовых тиристоров 1-8, образующих инверторный мост, параллельно которым подключены обратные диоды 9-16. В диагональ инверторного моста включена цепочка, состоящая из последовательно соединенных коммутирующего конденсатора

17 и коммутирующего дросселя 18.

Параллельно силовым тиристорам 1-8 подключены выравнивающие резисторы

19-26 и цепочки, состоящие соответственно из диодов 27-34, конденсато-. ров 35-42 и резисторов 43-50. Разделительные конденсаторы 51-58 подклю.чены одним концом к катодам диодов

27-34, а вторым - к началам вторичных обмоток трансформа"оров 59, 60, концы которых соединены с катодами соответствующих силовых тиристоров 1-8. Первичные обмотки мно45 гообмоточных трансформаторов 59, 60 подключены встречно-параллельно коммутирующей цепочке.

Инвертор работает следующим образом.

В кваэиустановившемся режиме работы форна кривой напряжения на коммутирующей диагонали инверторного моста близка к прямоугольной.

При горении очередных синфззных групг, вентилей к демпфирующим цепочкам этих вентилей приложено отрицательное напряжение, снимаемое со вторичных обмоток многобмоточных транс0 4 форматоров соответственно 59, 6 О.

Например, под действием этого напряжения конденсаторы демпфирующей цепочки 35 и разделительный конденсатор 51, которые заряжены до этого момента с полярностью, указанной яа фиг.1 без скобок, переэаряжаются по соответствующей цепи: вторичная обмотка трансформатора 59, резистор

43, конденсатор 35 и разделительный конденсатор 51. К концу перезаряда разделительный конденсатор 51 заряжается с полярностью, укаэанной на фиг.1 в скобках, а конденсатор 35 демпфирующей цепочки разряжается . до нуля, так как он оказывается зашунтированным резистором 43 и диодом

27. В момент обрыва тока встречнопараллельного диода 9 на. коммутирующем дросселе 18 возникает импульс .перенапряжения обратной полярности.

При этом напряжение на коммутирующей диагонали инверторного моста меняет свой знак и к цепочкам, каждая из которых состоит из соответствующих вторичных обмоток трансформаторов 59, 60, конденсаторов

35-42, разделительных конденсаторов

43-50, прикладывается импульс направления прямой полярности. Происходит заряд конденсаторов 35-42 и перезаряд разделительных конденсаторов 51-58. Скорость изменения тока в коммутирующем дросселе .18 определяется величиной этого дросселя и коммутирующего конденсатора 17, а также параметрами конденсаторов

35-42, разделительных конденсаторов

51-58 и резисторов 43-50. В первый момент времени происходит обрыв тока лишь одним из встречных диодов 9-16.

Остальные встречные диоды продолжают оставаться включенными. Однако это не приводит к закорачиванию демпфиру. ющей цепочки, так как диоды 27-34 оказываются заперты отрицательным напряжением. Поэтому конденсаторы демпфирующих цепочек 35-42 и разделительные конденсаторы 51-58 заря-, жаются до напряжения

О Опер и где "nep - величина напряжения;

n - коэффициент трансформации трансформаторов

59-60.

Таким образом, в предложенной схеме достигается равномерное рас9668

Формула изобретения

3НИИПИ Заказ 7896/73 Тираж 721 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 пределение скачков перенапряжения по последовательно включенным синфазным вентилям инверторного моста.

Это позволяет снизить класс вентилей по напряжению и установленную мощность инвертора.

Автономный инвертор с узлом ограничения коммутационных перенапряжений, содержащий мост из вентильных . плеч, каждое из которых содержит последовательно соединенные тиристоры, зашунтированные последовательной ограничительной цепочкой, состоящей из диода, конденсатора и резистора, и многообмоточные выравнивающие трансформаторы, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью

30 d уменьшения установленной мощности вентилей путем улучшения распределения коммутационных перенапряжений по последовательно соединенным вентилям, первичные обмотки выравнивающих трансформаторов подключены встречно-параллельно к диагонали переменного тока моста, а вторич" ные - через конденсаторы параллельно к конденсатору и резистору ограничительных цепочек вентилей соответствующих синфазных плеч моста.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 318130, кл. Н 02 И 5/42, 1969

2. Авторское свидетельство СССР

1г 186040, кл. Н 02 М 1/16, 1966.

3. Авторское свидетельство СССР

М 625293, кл.. Н 02 И I/06, 1977 °