Тиристорный инвертор напряжения

t»i 8I )457

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саез Севетскик

Фецпалистичеситщ

Республик (б!) Дополнительное и авт. свил-иу— (22) Заявлено 14.06,76 (21) 2371483/24-07 с присоединснисм заявки ¹-(23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень М 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (5!) М. Кл."

Н 02 М 7/515

Гесударствеииый кеетитет

СССР (53) УД1(621.314.57 (088.8) пе лапам изобретеиий и открытий (72) Автор изобретсния

В. М. Борушко (71) Заявитель (54) ТИРИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобрстение относится к преобразовательной технике, в частности к устройствам преобразования постоянного тока в переменный.

Известные схемы тиристорных инверторов напряжения не обеспечивают достаточно высокой устойчивости коммутации в широком диапазоне частот и нагрузок

11 — 4).

Цель изобретения — повышение устойчивости коммутации.

Эта цель достигатеся тем, что первичная обмотка коммутирующего трансформатора выполнена из двух последовательно соединенных секций, связанных через коммутирующие тиристоры с выводами вспомогательного источника, причем средняя точка первичной обмотки через конденсатор соедине.ta с общим выводом основного и вспомогательного источников питания.

На чертеже изображена электрическая схема предлагаемого устройства.

Тиристорный иивертор может быть выполнен по однофазной, трехфазной или многофазиой схемам.

В качестве конкретного примера на чертеже показан трехфазный тиристорный инвертор, выполненный по шестиплечной мостовой схеме.

Устройство содержит силовые тиристо2 ры 1 и 2, коммутирующие тиристоры 3 и 4, обратный мост на полупроводниковых диодах 5 и б, служащий для рекуперации реактивной энергии нагрузки в сеть, коммутирующие трансформаторы 7 и конденсаторы 8.

Устройство, состоящее из коммутирующих тиристоров, коммутирующего трансформатора и конденсатора и имеющееся в каждой фазе, представляет собой узел коммутации. Его назначение сводится к выключению основных тнристоров импульсами обратного напряжения. Импульсные коммутирующие трансформаторы 7 включены между основными тиристорами 1 и 2 каждой фазы своей вторичной обмоткой.

Средние точки вторичных обмоток через обратный мост на полупроводниковых диодах 5 и б подключены к зажимам источника питания инвертора. Начало и конец первичных обмоток соединены последовательно с коммутирующими тиристорами 3

It 4, подключенными I(зажимам источника

ttoBbttiteHttoro stattpstitietttttt E B ttpoaogttttteit направлении. Средние точки первичных обмоток через конденсаторы 8 соединены с отрицательным зажимом источника повышенного напряжения. 1(роме того, первичные обмотки с целью исключения перенапряжений иа тиристорах 3 и 4 зашуитиро811457 ваны последовательно соединенными полупроводниковым диодом 9 и резистором 10.

Нагрузкой инвертора служит трехфазный асинхронный двигатель. Инвертирование напряжения питания осуществляется переключением основных тиристоров аподной 1 и катодной 2 групп. Выходное фазное напряжение инвертора имеет ступенчатую форму с уровнями соответственно 0; 1/3;

1/2; 2/3 от величины напряжения питания.

Период выходного напря>кения разбит на

64 интервала. Между включением и выключением тиристоров анодной и катодной групп делается пауза, равная 1/64 периода выходного напряжения. Это необходимо для предотвращения коротких замыканий в моменты коммутации основных тиристоров. Кроме того, для увеличения надежности В моменты llpEIII> äèTeëüíOEI коммутации, когда паиболес велик уровень собственных помех иньсртора, на основные тиристоры, уже ран с с Вкл 10чен и ыс, cEIOB3 пода 10тс я

ИМ11УЛЬСЫ ВКЛЮЧСНИЯ.

Сушественным моментом в работе 1111вертора является процесс принудительной коммутации, т. с. процесс выключения основных тиристоров. Особенностью ипвертора является наличие зазора в сердечнике коммутирующего трансформатора. Beëè÷èна зазора определяется мощностью инвсртора, т. с. величиной тока, потребляемого нагрузкой. Причем зазор рассчитывают так, чтобы магнитная индукция сердечника

IIoмм чтиpvlollleго трансфор? (атора прп максимальном токе нагрузки равнялась примерно половине величины магнитной индукции насыщения материала сердечника.

Ниже рассматривают работу узла коммутации для одной фазы инвертора, так как в других фазах процессы идентичны (см. фиг. 1) . Пусть включен тиристор 1 (тиристор 2 выключен); чтобы его выкл1очить включается тиристор 3. При этом происходит заряд конденсатора 8 через первичную обмотку 11 коммутирующего трансформатора 7 от источника повышенного напряжения Е, где Е = (2 —:4). По достижении током заряда конденсатора 8 величины, меньшей тока удержания тиристора 3, последний выключается. Энергия магнитного поля, запасенная в индуктивности обмотки

l l рассеивается па резисторе 10, йключс11ном параллельно первичным обмоткам 11 и 12 через полупроводниковый диод 9. Во вторичной обмотке 13 коммутируюшего тиристора наводится импульсная ЭДС, направленная встречно току нагрузки, что и и!>Иводит к выключению тиристора 1.

Импульсная ЭДС обратной полярности наводится также в обмотке 14, что надежно предохраняет тиристор 2 от самовключений во время коммутации тиристора 1.

Использование источника повышенного напряжения позволяет получить амплитуду импульса ЭДС, в нссколько раз превосходящую величину напряжения источника

4 питания. 13 результате этого на все время коммутапип к запираемому тиристору при:!О кено обратное напряжение, что приводит к уменьц1ени о времени выключения тиристора и увеличению надежности коммутации. Аналогичные процессы сопровождают выключение тиристора 2. Импульсная ЭДС в этом случае образуется за счет разряда конденсатора 8 через обмотку 12 и открытый тиристор 4.

Предлагаемое устройство пмсст следую-! цис преимушества.

Генератор коммутирующих импульсов малочувствителен к обратному воздействию

15 силовой цепи.

При выключении тиристоров в каждой фазе инвертора импульс обратного напря>кения подается одновременно и на последовательно с ними соединенные тиристоры анодной или катодной групп. Это позволяет увеличить надежность в работе в переходные коммутационные периоды.

Для выключения любого силового тиристора достаточно на первичную обмотку коммутирующего трансформатора подать импульс напряжения только одной (по lo>кительной) полярности.

ОтсутствуloT выбросы в кривой выходНОГО напря;кеl!ия, так как ток в Оомоткa". асинхронного двигателя непрерывен.

Формула изобретения

Тирпсторный инвертор напряжения, содержащий в каждой фазе два основных тиристора, последовательно соединенных через вторичные полуобмотки коммутирующего трансформатора, перви-шая обмотка которого подсоединена к генератору коммутирующих импульсов, подключенному к вспомогательному источнику питания, отрицательный вывод которого связан с тем же выводом основного источника, о т л и ч а ющийся тем, что, с целью повышения ус4> тойчивости коммутации, первичная обмотка коммутирующего трансформатора выполнена из двух последовательно соединенных секций, связанных через коммутирующие тиристоры с выводами вспомогательного

>О источника, причем средняя точка первичной обмотки через конденсатор соединена с общим выводом источников.

5ь Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No 385380, кл. Н 02 М 5/42, 23.04.71.

60 2. Авторское свидетельство СССР

Х> 350111, кл. Н 02 М 5/42, 06.07.70.

3. ЭИ ВИНИТИ, сер. «Электрические машины и аппараты», 1974, вып. 21, с. 24.

4. Японский патент М 21088, кл. 5606, г5 оп бл. 1967.

811457

Составитель Г. Вотчицев

Техред P. Беркович

Редактор T. Иванова

Корректор В. Нам

Заказ 1436

Изд. М 182 Тираж 749

ВНИИПИ Государстве шого комитсга СССР по делам изобретений и открытий

113035, Л!осква, )К-35, Раушская наб.. д. 4/5

Подписное

Загорская типография Уприолиграфиздата Мособлисполкома