Трехфазный инвертор

ОЛ ИСАЙ ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АвеТОРСКОИУ СВИДВИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик пп720637

4.. Л ГБ (61) Дополнительное к авт. свид-ву № 615577 (22) Заявлено 12.09.77 (21) 2529318/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 05.03.80. Бюллетень №9

Дата опубликования описания 15.03.80

;51) М. Кл

Н 02 М 7/515

Государственный квинтет

СССР пв делам нзабретвннй н вткрытнй (53) УДК 621.314..27 (088.8) (72) Автор изобретения

В. Н. Филатов (71) Заявитель (54) ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в качестве автономных источников электропитания.

)известны схемы трехфазных инверторов тока, выполненные на основе трехфазных тиристорных мостов, содержащих на входе коммутирующие входные дроссели, а на выходе коммутирующие конденсаторы, соединенные в звезду или треугольник. Стабилизация выходного напряжения в них производится различного типа регуляторами, обеспечивающими компенсацию или сброс в цепь питания избыточной реактивной энергии, накопленной в коммутирующих конденсаторах. Наиболее просто обеспечивается сброс избыточной реактивной энергии с помощью обратных диодов (см. например, (1) —,:(4)).

В основном авт. св. № 615577 описан трехфазный стабилизированный инвертор тока, стабилизация выходного напряжения в котором обеспечивается с помощью 4-х обратных диодов, два из которых шунтируют входные дроссели, а другие два. диода, соединенные между собой последовательно, подключены ко входным зажимам инвертора, а общей точкой — к нулевой точке коммутирующих конденсаторов, соединенных в звезду (4), По существу технического решения это устройство является наиболее близким к данному изобретению.

5 Недостатком такого инвертора тока является мягкая внешняя характеристика в режиме перегрузки и возможность потери коммутационной устойчивости и срывов инвертирования вследствии потери угла запи- рания, что ограничивает область их применения, особенно для двигательной асинхронной нагрузки, имеющей большие пусковые токи.

Целью изобретения является повышение перегрузочной способности и жесткости

i5 внешней характеристики в режимах перегрузки инвертора.

Поставленная цель достигается тем, что между выводами постоянного тока инверторного моста включена дополнительная пара последовательно соединенных тиристо ров, а точка их соединения подключена к нулевой точке коммутирующих конденсаторов через дополнительно введенный конденсатор.

720637 л печивающие режим повентильной искусственной комМутации анодных и катодных групп тиристоров 1, 3, 5 и 2, 4, 6 с помощью дополнительного конденсатора 14, отделенного от нагрузки, и, следовательно, не зависящего-от величины нагрузки.

Допустим, что в момент времени t =0 р аботают тиристоры 1н 2 и необходимо вывести из работы (запереть) тиристор 1. Для этого в момент окончания его работы управляющий импульс подается на тиристор 7, $0 при отпирании которого образуется контур запирания: тиристор 7, конденсатор 14и11 и тиристор 1. Под суммой напряжений на конденсаторах 11 и 14 происходит запирание тиристора 1 разрядным током конденсаторов 11и14. Дальнейший перезаряд конден1S сатора 14 происходит по цепи: тиристор 7, конденсатор 14, диод 15, и дроссель 9. Как только конденсатор 14 перезарядится до напряжения противоположной полярности и величина его станет больше входного Ud, ти30 ристор 7 запрется, а ток дросселя 9 будет циркулировать через дроссель 9.

Предложенное решение отличается также тем, что дроссели выполнены с переменной индуктивностью, изменяемой в функ ции перегрузок.

На чертеже приведена принципиальная схема инвертора, которая содержит тиристоры 1 — 8, дроссели 9 — 10, конденсаторы

11 — 14 и диоды 15 — 18.

Тиристоры 1 — 8 образуют многофазный вентильный мост, подключенный к входным зажимам через дроссели 9н10, шунтированные обратными диодами 17д18. К входным зажимам моста подключены конденсаторы

11 — 14, соединенные между собой в четырехлучевую звезду, нулевая точка которой через обратные диоды 15и16 подключена ко входным выводам инвертора. Выходные выводы инвертора образованы выходными выводами моста на тиристорах 1 — 6.

Рассмотрим принцип работы устройства.

В нормальном режиме работы на тиристоры 1 — 6 подаются поочередно в порядке их нумерации через 60 эл. град. узкие упр авляющие импульсы, . сдвоенные через

60 эл. град. На выходе инвертора формируется трехфазная система напряжений, близкая по форме к синусоидальной, величина которых зависит от запаса реактивной энергии в коммутирующих конденсаторах

11 — 13, обеспечивающих создание запирающего угла на тиристорах 1 — 6 путем их междуфазовой искусственной коммутации.

При снижении нагрузки (не указанной на чертеже) происходит увеличение запаса реактивной энергии, а соответственно, и нап ряжения на коммутирующих конденсаторах 11 — 14. Однако наличие обратных диодов 15 — 18 обеспечивает сброс избыточной реактивной энергии и стабилизацию напряжения на конденсаторах на уровне входного напряжения. Тем самым, обеспечивается и стабилизация выходного напряжения инвертора в диапазоне номинальных нагрузок (4).

В режиме перегрузки, например, при пуске двигательной нагрузки, напряжение на конденсаторах 11 — 13 и угол запирания тиристоров 1 — 6 значительно снижаются, поскольку они обратно пропорциональны величине нагрузки. При этом за счет выхода инвертора из зоны стабилизации (фазовое напряжение на коммутирующих конденсаторах 11 — 13 становится меньше входного), внешняя характеристика инвертора становится мягкой, а угол запирания тиристоров инвертора снижается и может стать меньше допустимого, что приводит к срыву инвертирования.

Поэтому, как только инвертор перейдет из зоны номинальных нагрузок с уменьше нием напряйения и угла запирания тирис=торов до минимально возможных значений, в работу вступают гиристоры 7 и 8, обеси

3$

4$

Следующим, по порядку должен включаться очередной тиристор 3. Его включение можно производить либо одновременно, либо с запозданием относительно момента выключения тиристора 1 и, тем самым, производить широтное регулирование выходного напряжения инвертора. При этом реактивный ток нагрузки будет замыкаться через конденсаторы 11 — 18, осуществляя междуфазовый обмен реактивной энергией.

Аналогичным образом будет происходить и повентильная коммутация в режиме перегрузки и всех остальных тиристоров инвертора 1 — 6.

Поскольку конденсатор 14 в отличие от конденсаторов 11 — 13 не подключен параллельно нагрузке, а предназначен только для коммутации тиристоров, то величина напряжения на нем ограничена уровнем входного напряжения, мощность его значительно меньше суммарной установленной мощности конденсаторов 11 — 13. Такое самое относится к установленной мощности дополнительных коммутирующих тиристоров 7и.8.

В тех случаях, когда помимо коммутационной усточивоФти и возможности регулирования выходного напряженная инвертора в режимах перегрузки требуйся и обеспечение жесткой внешней хараКтеристики (например, когда на выходе инвертора помимо двигателей подключены и другие потребители с более высокими требованиями к режиму стабилизации выходного напряжения), входные дроссели 93410 выполняют с пороговой характеристикой, обеспечивающей снижеййе йх индуктивйости при перегрузке либо за с4ет насыщения магнитопровода, либо за счет каких-либо другиХ мероприя720637

Формула изобретения

Составптель Г. Ммцык

Редактор Ю.Челюкаиов ТекРед К. Шугрин Корректор В. Синицкая

Завив 0240/45 Ъфйлс 783 Подиисвюе

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ПП П к Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 тий, позволяющих реализовать ступенчатое регулирование индуктивности указанных дросселей.

Сочетание уменьшения индуктивностей входных дросселей 9 — 10 с работой коммутирующих тиристоров 7н 8 обеспечит устройству режим работы, близкий к инвертору напряжения. При этом роль обратного моста для междуфазового обмена реактивной мощности нагрузки будут выполнять конденсаторы 11 — 13. Тем самым обеспечивается повышение жесткости внешней характеристики инвертора в диапазоне перегрузок.

Разумеется в режиме перегрузок, форма выходного напряжения значительно искажается, приближаясь от близкой к синусоидальной (для инвертора тока в диапазоне номинальных нагрузок) к прямоугольной (как у инвертора напряжения). Однако такое временное искажение формы напряжения могут допустить многие потребители.

1. Трехфазный инвертор, по авт. св. № 615577, отличающийся тем, что, с целью

6 расширения области применения за счет повышения перегрузочной способности и повышения КПД между выводами постоянного тока инверторного моста включена дополI

Ф нительная пара поеледовательно соединенных тиристоров, а точка их соединения подключена к нулевой точке коммутирующих конденсаторов через дополнительно введенный конденсатор.

2. Трехфазный инвертор, выполненный по п. 1, отличающийся тем, что, с целью

10 повышения жесткости внешней характеристики в режимах перегрузки, дроссели выполнены с переменной индуктивностью, изменяемой в функции величины тока перегрузки.

15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 489186, кл. Н 02 М 7/515, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

0 № 526993, кл. Н 02 М 7/515, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР № 547949, кл. Н 02 M 7 515, 1977.

4. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2303639/24-07, от 24.01.77.