Автономный инвертор напряжения

О П И <" A"-Н Й Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскими

Социвлистмческмк

Рвслублик 573865

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51)М. Кл. (22) Заявлено 28.05.76 (21) 2363049/07 с присоединением заявки рй.— (23)ЦриоритетН 02 М 7/515

61еударстееиинй кенитет

Опубликовано 15.04.80. Бюллетень М 14 де делан издбретеиий и етирнтий (53) УД (621,314, .57(088,8) Дата опубликования описания 18а04а80

П. CL Андриенко, А. Я. Городниченко, И. А. Гомон, Ю. И. Гричина, В. П. Крутой и В. Н. Сухарев (72) Авторы. изобретения (71) Заявитель (54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может использоваться при построении автономных инверторов напряжения, предназначенных, например, для частотно-управляемого электропривода.

Известны тиристорные автономные . инверторы, например (1), 2) и (3), в которых для обеспечения коммутацион ной устойчивости при регулировании на

1О пряжения амплитудным способом используют вспомогательные источники подзаряда.

Однако инвертор (1) имеет сравнитель

l5 . но сложную схему и двойное напряжение вспомогательных источников подэаряда на коммутирующих тиристорах, что нриводит к завышению установленной мощности полупроводниковых элементов и как следствие — к ухудшению массо-га а баритных показателей инвертора, а не достаток инвертора 2) состоит в ограниченных частотных возможностях.

Частично эти недостатки устранены в инверторе (3), который по технической сущности и достигаемому результату яв ляется наиболее близким к изобретению.

Инвертор (3) содержит трехфаэные мосты тиристоров и обратных диодов, соединенные встречно параллельно по цепи постоянного тока и этими точками соединения образующие входные выводь для подключения его к основному источ нику питания, вспомогательный источник подзаряда, подключенный через встречно параллельно включенные разделительные диоды и подзарядные тиристоры к упомянутым входным выводам, коммути рующие конденсаторы, соединяющие соот ветствующие выходные выводы мосте основных тиристоров и моста коммутиру ющих тиристоров, а также коммутирующие дросселя, включенные последовательно в цепи коммутирующих конденсаторов.

При работе такого инвертора к комму тирующим тиристорам прикладывается ттрямое напряжение, равное половине сум571865 4 мы напряжений двух коммутирующих конденсаторов и источника подзаряда, .т. е. более 1,5 0 где Π— напряжение на коммутирующем конденсаторе.

Напряжение источника подэаряда выбирается равным максимальному входному напряжению инвертора, при этом пря мое напряжение на основных тиристорах ц =ц =u о и с где 0„ - напряжение источника подзаряда.

Ток через коммутирующий тиристор обычно в 10-20 раэ меньше тока основ ного тиристора (зависит от выходной час тоты инвертора).

Если принять, что установленная мощ» ность основного тиристора

P =J ° 0 от о где J .и U - соответственно ток и о напряжение основного тиристора, то требуемая установленная мощность коммутирующего тиристора будет

Р„„„=(0,1-0,05)3 4,5О =

= (0,Л -0,075)Р„

При этом установленная мощность всех основных и коммутирующих тиристоров инвертора рВВНВ р .gp о.т. чо.р

ò e,„,т =б(0,15 ° 0,075)Р а

Щ : O,45) Р и

Однако в случае ложного включения двух коммутирующих тиристоров в одной фазе (прорыв моста коммутирующих ти ристоров) происходит эакорачивание:основного источника питания., При этом амплитуда тока, протекающего по этим тиристорам, определяется)внутренним сопротивлением основного источника питания, которое создается искусственно (включением токоограничивающего дросселя в цепь источника питания) из расчета ограничения тока на уровне, обес печивакпцем нормальную работу основных тиристоров после ликвидации прорыва ин вертора. Исходя иэ этого, необходимо и коммутирующие тиристоры по току выби-. рать такими же, как. и основ п|е, в про йчй ном случае не,будет обеспечиваться

ФО

20 их защита. Таким образом, действительная установленная мощность коммутирующих тиристоров инвертора равна

Р„,=ЬО k,50 ) =9Р„, УКть

Исходя из изложенного, действительная установленная мощность коммутирующих тиристоров в 1,5 раза выше установленной мощности основных тиристоров, что является недостатком указанного инвертора.

Пель изобретения - уменьшение-установленной мощности коммутирующих тиристоров, массы и габаритов.

Зто достигается тем, что дополнительно введены два вспомогательными тиристора, которые соединены последовательно и включены параллельно вспомогательному источнику подзаряда, а общие точки анодов и катодов моста коммутирующих тиристоров объединены и подключены к точке соединения этих вспомогательных тиристоров, 25

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого инвертора.

Инвертор содержит основные тиристоры 1-6, собранные в мостовую схему и подключенную к основному источнику 7 питания и нагрузке 8, параллельно мосту основных .тиристоров подключен мост обратных диодов 9-14, мост коммутирующих тиристоров 15-20 подключен через коммутирующие LCwепочки 21-26 к выходу инвертора и через два тиристора

27 и 28 к выводам источника 29 подзаряда, который через встречно включенные

) иод 30 и тиристор 31 подключен к одно му полюсу и через встречно включенные диод 32 и тиристор 33 к второму полюсу основного источника 7 питания.

Инвертор работает следующим образом. Пусть включены основные тиристоры 1, 2 и 3 и пропускают ток от источ. ника 7 в нагрузку 8. При этом на конденсаторе 25 имеется напряжение, полярность которого указана на чертеже. При включении коммутирующих тиристоров

15 и 27 начинается разряд конденсатора 25 по цепи 25 - 26 - 1 - 30 - 27»

15: 25. Разрядный ток конденсатора выключает тиристор. Далее конденсатор пере« заряжается по цепи 25 - 26 — 9- 30 -

27 - 15 » «25 до напряжения, определяемого исходным зарядом, добротностью колебательного контура и режимом нагрузки. Если этого напряжения недостаточно для коммутации последующего основ. 5 57 ного тиристора 4 включаются тиристоры

27, 15, 4 и 33 и по цепи 29 - 27

15 25 — 26 - 4 - 33 — 29 протекает ток дозаряда конденсатора 25 до напряжения источника 29 подзаряда. Ана логично протекают процессы и в других плечах инвертора.

Напряжение, прикладываемое к каждо му из коммутирующих тиристоров 15

20 и 27 - 28 в межкоммутационные промежутки, не превышает величины (U ) напряжения на коммутирующем конденсаторе, равном напряжению источника подзаряда, т. е. в предлагаемой схеме напряжение на коммутирующих тиристорах на 50% ниже, чем в известной. При расчете тиристоры 27 и 28 по току выбирают такими же, как и основные тиристоры 1 — 6. При атом в случае прорыва инвертора не происходит их выход из строя. Тиристоры 15 - 20 рассчитывают на значение тока коммутации, которые в 10 - 20 раз меньше тока основных тиристоров.

Определяем установленную мощность всех коммутирующих тиристоров

Р „ =2.(З 0 )+Ы0,1+0,й)Х О щ =(rp —:ь,z) р т

Таким образом, в предлагаемом инверторе установленная мощность коммутирующих тиристоров р„„„., = Ф-:, )р„„., значительно меньше, чем.в существующем к;т .т -гот

=gp

1 865 6

Формула изобретения

Автономный инвертор напряжения, со держащий трехфазные мосты основных тиристоров и обратных диодов, соединенные встречно параллельно по цепи постоянного тока и образующие точками сое- динения входные выводы, к которым че рез встречно параллельно включенные

1О разделительные диоды и подзарядные тиристоры подсоединен источник подзаряда, коммутирующие конденсаторы, соединяющие соответствующие выходные вы воды моста основных тиристоров и моста коммутирующих тиристоров, а также коммутирующие дроссели, включенные по следовательно в цепи коммутирующих конденсаторов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения установ ленной мощности, массы и габаритов, введены два вспомогательных тиристора, которые соединены последовательно и подключены параллельно вспомогательному источнику подзаряда, а общие точки анодов и катодов моста коммутирующих тиристоров объединены и подключены к точке соединения этих вспомогательных тирйсторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 192915, кл.И02 М 7/48,;1967.

2. Авгорское свидетельство СССР

М 279782, кл. Н 02 И 7/52, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

% 406279, кл. Н 02 М 5/42, 1973.

Составитель Г. Мыцык

Редактор Л. Письман Техред О. Легеза Корректор И. Вигула

Заказ 1200/57 .Тираж 783 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11. 3035, Москва, >К-35, Раушская наб., д. 4/5

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