Независимый параллельный ионный инвертор

 

Класс 21d, 12„-, № 115475

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В. Ф. Шукалов

НЕЗАВИСИМЫЙ ПАРАЛЛЕЛЬНЪ|Й ИОННЫЙ ИНВЕРТОР

Заявлено 8 июля 1957 г. за № 580200 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Известные независимые ионные инверторы с одноступенчатой или двухступенчатой искусственной коммутацией, выполненные по однотактной или двухтактной, однофазной или трехфазной схемам, имеют ряд существенных недостатков: необходимость компенсации реактивного тока нагрузки дополнительными конденсаторами, значительное увеличение реактивной мощности при низких частотах и возникновение явления самораскачивания.

Предлагаемый инвертор более совершенен, так как он позволяет устранить указанные недостатки, имеет более простую схему и улучшает форму тока в цепи потребителя.

Это достигается тем, что инвертор снабжен дополнительным источником постоянного тока для автоматической компенсации реактивной мощности нагрузки. В однотактных схемах этот источник подключен между средней точкой первичной обмотки силового трансформатора инвертора и выводами этой обмотки через неуправляемые вентили, число которых равно числу фаз инвертора, а в мостовых схемах — к выводам первичной обмотки силового трансформатора через трехфазный мост из неуправляемых вентилей.

На фиг. 1 изображены принципиальные схемы предлагаемого инвертора для однофазного (а) и трехфазного (б) однотактного вариантов исполнения; на фиг. 2 — схема для трехфазного двухтактного исполнения; а на фиг. 3 — схема инвертора в случае, когда его основной источник питания (постоянного тока) обладает обратной проводимостью (например, когда для этой цели используется электрическая машина).

При выполнении инвертора по однотактной схеме (фиг. 1) он содержит управляемые вентили 1 и неуправляемые вентили 2, которые совместно с конденсаторами 8 осуществляют искусственную коммутацию инвертора.

Для компенсации реактивной мощности нагрузки применен дополнительный источник постоянного тока с напряжением и, равным напряжению и, основного источника.

% 115475

Этот дополнительный источник подключается между средней точкой первичной обмотки 4 силового трансформатора инвертора и выводами обмотки 4 через неуправляемые вентили 5. Ко вторичной обмотке б трансформатора инвертора подключается нагрузка 7. В цепи основного источника постоянного тока включен реактор 8.

Предлагаемый инвертор работает следующим образом (фиг. 1).

После коммутации тока с одного управляемого вентиля 1 на другой направление тока нагрузки в первичной обмотке 4 трансформатора поддерживается в течение некоторого периода неизменным в результате разряда конденсатора 8 через вентиль 2. После полной перезарядки конденсатора 3 изменяется полярность э. д. с., индуктировапных в обмотках трансформатора, что приводит к протеканию тока через вентиль 5, первичную обмотку 4 трансформатора и дополнительный источник постоянного тока напряжением и . В этот период происходит передача энергии из цепи нагрузки в цепь дополнительного источника постоянного тока.

Переданная в эту цепь энергия может быть возвращена обратно в основной источник постоянного тока напряжением и через первичные двигатели основного и дополнительного источников постоянного тока.

При прохождении тока в первичной обмотке трансформатора через нулевое значение цепь этого тока до момента следующей коммутации замыкается через вентили 1 и 2, обмотку 4 и основной источник постоянного тока.

Таким образом, совместная работа двух источников постоянного тока (с их первичными двигателями) и ионного преобразователя в энергетическом отношении аналогична работе синхронного генератора.

При работе предлагаемого инвертора на чисто активную нагрузку ток через вентили 5 на протяжении всего периода работы не протекает.

Для того, чтобы конденсаторы 8 выполняли коммутационную роль во всем диапазоне изменения нагрузки от холостого хода до номинальной, индуктивное сопротивление реактора 8 следует выбирать по возможности малым. Это приводит к улучшению выходной характеристики инвертора в области малых нагрузок. Малая величина индуктивного сопротивления реактора 8 необходима также для уменьшения передачи энергии от основного источника постоянного тока к дополнительному, вызванной наличием начального тока в индуктивности реактора в моменты работы вентилей 5.

При выполнении инвертора по двухтактной мостовой схеме (фиг. 2) дополнительный источник постоянного тока подключается к выводам первичной обмотки 4 трансформатора инвертора через трехфазный мост из неуправляемых вентилей 5.

Если основной источник постоянного тока, питающий инвертор, обладает обратной проводимостью (например, когда для этой цели используется электрическая машина), то в схему инвертора можно не включать дополнительный источник постоянного тока. В этом случае компенсация реактивной мощности потребителя осуществляется с помощью обмотки 9 на,силовом трансформаторе (фиг. 3), которая подключается к основному источнику постоянного тока до входного реактора 8 через вентили 10, обратно включенные по отношению к основным 1 и коммутирующим 2 вентилям инвертора.

Предмет изобретения

1. Независимый параллельный ионный инвертор с одноступенчатой или двухступенчатсй искусственной коммутацией, выполненный по од№ 115475 нотактной или двухтактной, однофазной или трехфазной схемам, .отл ичающийся тем, что, с целью упрощения схемы и улучшения формы тока в цепи потребителя, он снабжен дополнительным источником постоянного тока, осуществляющим автоматическую компенсацию реактивной мощности нагрузки и подключенным в однотактных схемах— между средней точкой первичной обмотки силового трансформатора инвертора и выводами этой обмотки через неуправляемые вентили, число которых равно числу фаз инвертора, а в мостовых схемах — к выводам первичной обмотки силового трансформатора через трехфазный мост из неуправляемых вентилей.

2. Независимый параллельный ионный инвертор по п. 1, питаемый источником постоянного .тока, обладающим обратной проводимостью, отл и ч а ю щ и йс я тем, что силовой трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, служащей для компенсации реактивной мощности потребителя, подключенной к источнику постоянного тока до входного реактора через вентили, обратно включенные по отношению к вентилям основной коммутации.