Автономный инвертор напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания однофазной и трехфазной нагрузок. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей инвертора путем уменьшения массогабаритных показателей коммутирующих конденсатора и дросселя при одновременном повышении динамической коммутационной устойчивости и стабилизации продолжительности коммутационного процесса. Устройство содержит трехфазный мост основных тиристоров 1 - 6 с узлом пофазной коммутации, к коммутирующему конденсатору 20 подключена цепочка из встречно-параллельно соединенных полностью управляемых тиристоров 23 и 24. Они предназначены для шунтирования конденсатора 20 на определенном этапе коммутационного процесса. Это приводит к изменению характера коммутационного процесса на данном этапе с колебательного на апериодический с большой постоянной времени. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 М 7/515

\ t

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4ь

4Ф

Фис,1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4221522/24-.07 (22) 06 ° 04.87 (46) 23.07.89. Бюл. ¹ 27 (71) Московский энергетический институт (72) О.Г.Булатов (SU), Любомир Мар-:.циняк, Петр Лышак (PL), О.Б. Одынь

H С.В.одь!нь (SU) (53) 621.314.572 (088.8) (56) Булатов О.Г,,Одынь С.В., Шевченко А.Г. Расчет узлов коммутации комбинированно выключаемых тиристоров. — Электричество, 1983, ¹ 4, с.66-68.

Бернштейн А.Я. и др. Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе. — M. Энергия, 1980, с.85, 86, рис.3-20.

Сандлер А.С., Гусяцкий Ю.М, Тиристорные инверторы с широтно-импульсной модуляцией для управления асинхронными двигателями, — М.: Энергия, 1968, с. 35, 50-51

„„SU„„1495958 А1

2 . (54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания однофазной и трехфазной нагрузок. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей инвертора путем уменьшения массогабаритных показателей коммутирующих конденсатора и дросселя при одновременном повышении динамической коммутационной устойчивости и стабилизации продолжительности коммутационного процесса. Инвертор содержит трехфазный мост основных тиристоров

1-6 с узлом пофазной коммутации, к коммутирующему конденсатору 20 подключена цепочка из встречно-параллельно соединенных полностью управляемых тиристоров 23 и 24. Они предназначены для шунтирования конденсатора 20 на определенном этапе коммутационного процесса. Это приводит к изменению характера коммутационно3 1495958

4 го процесса на данном этапе с колеба- постоянной времени. 2 э.п. ф-лы, тельного на апериодический с большой 10 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в схемах тиристорных инверторов напряжения с однофазной и трехфаэной нагрузкой.

Цель изобретения — улучшение массогабаритных показателей инвертора путем уменьшения массогабаритных показателей коммутирующего конденсатора и . дросселя. при одновременном повышении динамической коммутационной устойчивости и стабилизации продолжительности коммутационного процесса. 20

На фиг ° 1-3 представлены схемы автономных инверторав напряжения; на фиг.4 — временные диаграммы тока в коммутирующем дросселе; на фиг.5 — 25 фаэовые траектории перезаряда коммутирующего конденсатора, поясняющие работу инвертора; на фиг.6 и 7 — количественные характеристики, отражающие электромагнитные процессы на ин- 30 тервале коммутации; на фиг.8 — аналогичные характеристики инвертора; на фиг.9 — временные диаграммы; на фиг..10 — соответствующие им фазовые траектории, поясняющие работу инвертора.

Автономный инвертор напряжения (фиг.2-4) содержит подключенный к входным выводам трехфазный мост ос- 40 новных тиристоров 1-6, шунтированных диодами 7-12, трехфазный мост распределительных тиристоров 13-18, выводы переменного тока кэторого соединены с соответствующими выходными 45 фазными выводами моста основных тиристоров, а выводы постоянного тока объединены и подключены к коммутирующему дросселю 19 последовательной коммутирующей ЬС-цепи, конденсатор

; >О

20 которой связан с общей точкой двух последовательно соединенных коммутирующих тиристоров 21 и 22, подключенных к входным выводам инвертора, и зашунтирован цепочкой из двух встреч55 но-параллельно - соединенных полностью управляемых тиристоров 23 и 24. Тиристорами инвертора управляет блок

25 управления, который состоит из основного узла 26 управления задающего алгоритм переключения основных тиристоров, узла 27 управления основными тиристорами инвертора, узла

28 управления коммутирующими и распределительными тиристорами, узла 29 задержки, узла 30 управления полностью управляемыми тиристорами 30, а также дополнительного узла 31 задержки.

Ълок управления (фиг.3) содержит вспомогательный узел 32 задержки, а в состав силовой схемы инвертора (фиг.2) входят датчик тока — коммутирующего дросселя 33 и нагрузки

34-36.

Рассмотрим работу инвертора (фиг.2) на интервале коммутации. Работу устройства иллюстрируют временные диаграммы тока i„ в коммутирующем дросселе (фиг.4}, причем кри-, вая 38 в данном устройстве и в известном и соответствующие им фазовые траектории перезаряда коммутирующего конденсатора (фиг.5), построенные при заданном значении тока нагрузки (кривые 39) и в режиме холостого хода (кривые 40).

На фазовой траектории обозначены точки 41-46.

Пусть в начальный момент времени открыты тиристоры 1, 3 и 5, а коммутирующий конденсатор заряжен при положительном потенциале на правой обкладке.

В момент t (точка I на фазовой траектории) начинается процесс коммутации тиристора 1. Для запирания последнего с узла 38 управления по- дают отпирающие импульсы управления одновременно на коммутирующий 21 и распределительный 13 тиристоры. Конденсатор 20 начинает перезаряжаться по контуру 20-19-13-1-21-20, а через тиристор 1 протекает прямой ток, равный разности тока нагрузки Т„ фазы

А и тока i в коммутирующем дросселе 19.

После момента t ток i становится больше тока I „ и ток, равный их разности, переходит в диод 7, а тиристор 1 оказывается под обратным

1495958 напряжением прямо смещенного диода

7 и восстанавливает непроводящие свойства.

В момент t (точка 4, фиг.3) ток

5 в коммутирующем дросселе 19 достигает своего максимального значения, а, напряжение на конденсаторе 20 близко к нулю. В этот момент, т.е. с интервалом запаздывания Г „,определяемым дополнительным узлом 31 задержки с . =t -t = --, — 1.С (по отношению и и

Зап Э к начальному моменту коммутации), который равен четверти периода свободных колебаний коммутирующей LC-цепи, с узла управления полностью управляемыии тиристорами 30 подают отпирающий импульс управления на полностью управляемый тиристор 23, включение 20 которого вызывает шунтирование конденсатора 20. В образовавшемся контуре 19-13-7-21-23-19 продолжает протекать ток i благодаря накопленной к моменту t3 энергии в дросселе

19. Из-за наличия резистивных потерь в указанном контуре этот ток экспоненциально убывает во времени со скоростью, зависящей от значения коэффициента затухания указанной цепи.

В момент t + (точка 44, фиг.5) ток .

it спадает до значения тока Iq, что фиксируется датчиком 33 тока. В этот момент времени, т.е. когда i<(t<)=I„, срабатывает компаратор тока, выпол35 няющий роль узла 29 задержки, и блок

25 управления одновременно вырабатывает запирающий импульс управления на полностью управляемый тиристор 23 посредством узла 30 и отпирающий им- 40 пульс управления, выработанный в узле 27 на противофазный основной тиристор 4, т.е. на тот основной тиристор, который образует с выключаемым основным тиристором 1 вентильное плечо фазы инвертора. В результате запирания тиристора 23 при одновременном отпирании тиристора 4 образуется контур 20-19- t 3-4-Е 21-20, в котором происходит заРяд коммутиру- 50 ющего конденсатора по колебательному закону с восполнением потерь энергии от источника питаниЯ Ес1.

В момент t ((тTоoч кKа 4455, фиг.5) ток в указанном контуре спадает повторно до значения Iö, тиристор 4 запирается, а ток,равный разности (I -i„) ,переходит в отпирающийся в момент t 5 диод 10.

В момент с6 (точка 46, фиг.5) коммутационный процесс заканчивается и после восстановления тиристором 21 непроводящих свойств схема готова к очередной коммутации. Коммутация других основных тиристоров происходит аналогично, с той разницей, что в процессе ее участвуют коммутирующий, распределительный и полностью управляемый тиристоры, соответствующие следующему выключаемому тиристору.

Например, при выключении основного тиристора 5 в коммутации участвуют тиристоры 22, 17 и 24.

Из приведенных (фиг.4) временных зависимостей тока в коммутирующем дросселе i в предлагаемом и известном инверторах следует, что для обеспечения одного и того же времени, предоставляемого для выключения основного тиристора t =t =t, значение частоты свободных колебаний f коммутирующей LC-цепи f=1/2 7/ М.С в предлагаемом инверторе даже при не очень высокой добротности контуров (q=5-10) может быть значительно выше

;(в несколько раз), чем в известных, а следовательно, значения емкости и индуктивности могут быть значительно меньше °

Количественные характеристики, традиционно используемые при оценке эффективности узлов коммутации для предлагаемого инвертора, представлены на фиг.б непрерывными линиями, а для известного штрихпунктирными.

Эти характеристики получены численными методами с использованием ЦВМ известной методике с введением приведенных единиц: ое "о р с сУ/ о(1 с 1с/Еd1 и= н я /Ед, где г.бр и to6p ic и 1с Ос и ис э

I „ и I - соответственно приведенные и реальные значения времени, представляемого схемой на выключение основных тиристоров, тока и напряжения на коммутирующем конденсаторе, тока нагрузки;

Š— напряжение источника питания инвертора,

1495958

Сопт (I „ obp ) (t оКр н/Е ) опт =(Iн/tобр ) (" обр J н) (2)

45 где I ц и t — реальные значения коммутируемого тока и времени, необходи- мого для надежного выключения использу- 50 емых в инверторе основных тиристоров.

Подставляя в эти формулы найденные из графиков (фиг,б) значения тока

I „=0, 55 A и времени t +< =12, 7, полу-55 чают (1а) Представленные (фиг.б) характеристики показывают зависимости от тока 1 „ времени, представляемого схемой на выключение основных тиристо5 ров соответственно для предлагаемоГо инвертора и известного t

При расчете выделились три харак1 дверные этапа коммутационного процесса,соответствующие отрезкам траектории 41-43, 43-44 и 44-46 (фиг.5).

Неидеальность контуров отражена со ответствующими коэффициентами затухания o(;=г;/2у, где r — эквиварлентное сопротивление потерь контуа на i-коммутационном этапе. Чисовые значения коэффициентов о1; ,, (фиг.б) связаны с добротностями со1

:, ответствующих контуров соотношением, о1;=1/2Q . Практически коэффициент

,затухания этих контуров лежит в пре, делах 0,05, 0,1. !

Приведенные потери Р „ минимальны при некотором токе нагрузки I (для н которого К1Щ инвертора будет максимальным) и соответствующем ему времени с р .

Подставляя значения тока I q u — + времени t, в соотношения, связывающие реальные и приведенные единицы: оьр "оор / С I„=Iн С /Е,, можем 35 определить оптимальные (с точки зрения получения максимального КПД) значения емкости и индуктивности коммутирующей LC-цепи:

L, =0,043(,, Е /1.„). (2а) Для известного инвертора оптимальные значения емкости и индуктивности коммутирующей LC-цепи определяются по формулам (1) и (2) с подстановкой числовых значений тока I „ „ =0,6 А и времени t 6 „=2,4, найденных из графиков (фиг.б): опт и > н t ObP/ ct

1" опт и =0,25 Ео С о р/Iн.

Соот.п

1.опт о ц д

5у8 °

1 опт

=5 0

t У

С опт

Как видно из приведенного сопос тавления, B инверторе (фиг.2) достигается существенное снижение (в несколько раз) значений емкости конденсаторов и индуктивности дросселя, а следовательно, их массы и габари-. тов. Кроме того, сравнение представленных (фиг.б) графиков зависимостей

Рр=й(Хя)и P <„=f(I>), полученных на

ЦВМ, которые характеризуют коммутационные потери энергии гри использовании соответственно известного и предлагаемого инверторов показывает, что предлагаемое техническое решение позволяет уменьшить коммутационные потери, в диапазоне токов 0 < I „ (I „, особенно в режимах малых токов нагрузки.

Инвертор (фиг.2) требует наличия обратной связи по току (датчики 33 и

34), чтобы выявлять момент времени когда i =I . Это приводит к усложнению системы 25 управления. Кроме того, при уменьшении тока нагрузI ки от максимального значения до нуля наблюдается черезмерное увеличение времени t, предоставляемого на выключение основного тиристора, что затягивает общее время коммутационного процесса t и снижает верхний предел рабочих частот инвертора.

Это свойство иллюстрируют временная диаграмма тока i< в коммутирующем дросселе (кривая 37, фиг.4) и соответствующая ей фазовая траектория

Сопоставляя результаты, представленные в формулах (1а) и (16), (2а) и (26) при одинаковых значениях напряжения о,, тока Х„ и времени, получают

1495958

40 (фиг.5),построенные для режима холостого хода, а также зависимость

=f.(I ) на фиг,6 в режиме Т<-.0.

Интервал между начальным моментом коммутации и моментом выключения (фиг.1) полностью управляемого тиристора сд =t с, (фиг.4) задается фиксированным (с помощью узла 29 задержки), причем его значение равно сумме интервалов запаздывания

И

-С = — — — v L(. и спада

"зсе 3 1 2 "on

=Г(„-t )+(t г tg)3 =(tîIIð,+ — +

+ arcsin — — ) /ог, ? н (3)

Тст

45 где I — максимальное значение тока в коммутирующем конденсаторе в режиме Х„=I „ (фиг.7);

co — круговая частота коммутирующей цепи.

Инвертор (фиг.1) с фиксированным интервалом приобретает новые положительные свойства; В диапазоне

0 Z 4 Т» фазовая траектория (кривая 39) на фиг.5 не изменяется, Следовательно, общая продолжительность коммутационного процесса t в

=е - > тока в коммутирующем дросселе от его максимального значения до мак-15 симального значения коммутируемого тока нагрузки I, которое задается

Н,м при проектировании преобразователей.

Основной противофазный тиристор при этом отпирают с задержкой, определяемой узлом 29 задержки, одновременно с запиранием полностью управляемого тиристора. При расчете оптимальных значений емкости и индуктивности коммутирующей ЬС-цепи, а также интервала с„,=С -С„ (т.е. уставки узла 29 задержки) можно. принять, что приведенный максимальный коммутируемьчй ток нагрузки I „„ соответст-, вует минимуму приведенных потерь. энергии, т.е., что I I,e =Т „ . Такое предположение оправдывается тем, что наибольшие абсолютные потери имеют место при максимальном токе нагрузки. Тогда оптимальные значения емкости конденсатора и индуктивности дросселя определяют по ранее приведенным формулам (1) и (2) с подстановкой числовых значений тока:I II и времени to из графиков (фиг.7), 40 а значение 7,для узла 29 задержки вычисляют по формуле указанном диапазоне изменения тока нагрузки поддерживается практически постоянной, как и другие параметры:

Ucr s Тстпи todp

Несколько снижаются (фиг. 2) при

I „(I „приведенные потери энергии P

Эти свойства способа управления при фиксированном значении иллюстрируют зависимости, представленные на фиг.7.

В то же время устраняется недостаток, который заключается в неограниченном увеличении времени всего коммутационного процесса при ? „ -" О.

Инвертор (фиг.f) с фиксированным значением интервала „„ не нуждается в обратных связях по току, что упро-i щает систему 25 управления, ибо можно из нее исключить датчики 33 и 34 тока. Общая продолжительность коммутационного процесса (фиг.1) также значительно меньше, чем в известном, что видно при сопоставлении кривых коммутационного тока А и В (фиг.4).

Важным показателем узлов коммутации, помимо статической коммутационной устойчивости, которую характеризует приведенная (фиг ° 7) зависимость

t,gp =f(I„) для режимов с медленным (происходящим втечение нескольких межкоммутационных интервалов) изменением тока нагрузки, служит также динамическая коммутационная устоичивость, количественной характеристикой которой является зависимость времени, предоставляемого схемой на выключение, при внезапном (происходящем на одном межкоммутационном интервале) изменении тока нагрузки.

Назависимость фазовой траектории перезаряда коммутирующего конденсатора от тока нагрузки в диапазоне

0 I „- I „o равенс0(( тве динамической и статической коммутационной устойчивости, что не достигается при использовании инвертора (фиг.2) .

Устройства по фиг.1 и 2 вызывают, как и в известном, заметные перенапряжения на коммутирующем конденсаторе (фиг.6 и 7) и, следовательно, их целесообразно применять для сравнительно низковольтных инверторов.

Для высоковольтных инверторов предлагается инвертор (фиг.3),обеспечивающий ограничение максимального напряжения на коммутирующем конденсаторе на более низком уровне при одll 14959 повременном снижении коммутационных потерь энергии °

При расчете на ЦВМ выделялось пять этапов коммутационного процесса, которым соответствуют отрезки 41-43, 43-44, 44-45, 45-46, 46-47 фазовой траектории на фиг.10. Неидеальность контуров отражена соответствующими

; коэффициентами затухания ; = ;/2g, ,числовые значения которых приведены на фиг ° 8.

Отличие устройства заключается в том, что отпирание противофазного

: основного тиристора (на описываемом коммутационном интервале им является . тиристор 4), производят не одновре менно с запиранием полностью управляемого тиристора, а позже с времен?г г—, ным сдвигом =, ч 1..С, определя-! ,, емым вспомогательным узлом 32 задерж1

: ки, вносимая задержка которого сос тавляет четверь периода свободных

) колебаний коммутирующей LC-цепи

25 (фиг.3).

При выключении тиристора 1 (фиг.3)

: все коммутационные процессы, развивающиеся до момента t, аналогичны описанным (временные диаграммы и фа30 зовые траектории на фиг.4,5 и фиг.9, 10), В момент с узла 30 управления подают запирающий импульс управления на полностью управляемый тиристор 23.

В зависимости от значения тока нагрузки коммутационные процессы после этого момента времени могут протекать по-разному.

В режиме холостого хода (непрерывные линии, фиг.9 и 10} при запирании тиристора 23 повторно образуется контур 20-19-13-7-21-20 колебательного перезаряда конденсатора 20.

В момент t6 спустя четверть периода свободных колебаний коммутирующей

LC-цепи после момента tq, или с интер- 45 валом задержки „„ =t6"t,= 2„,+Г/2 ГС по отношению к начальному моменту комйутации, подают с узла 27 отпирающий импульс управления на тиристор 4. С этого момента о6разуется контур — 21-20-19-13-4-Е дозаряда

СМ конденсатора 20 с восполнением энергии от источника питания Ed.

При текущем значении тока нагрузKH I B циапа (фиг.9) при том же, что и в способе с фиксированным интервалом .„,, расчитываемом по формуле (3), колеба58 l2 тельный перезаряд конденсатора в контуре 20-19-13-7-21-20 начинается в момент t< при токе i =I и продолНМ жается до момента t6. когда ток в дросселе i снижается до текущего значения тока нагрузки („=I>,). После момента tg диод 7 запирается и до момента t6 происходит линейный заряд конденсатора 20 током нагрузки

I„< (пунктирные линии, фиг.9 и 10).

Фазовая траектория перезаряда коммутирующего конденсатора при токе I

К в диапазоне 0 I- H1(I H IIOBTOpsIeT отдельные участки фазовой траектории для режима холостого хода и, как следует из фиг.11, значение максимального напряжения на конденсаторе U не изменяется. Это положение подтверждается расчетной зависимостью U .,=

=S(1„), которая приведена на фиг,8, Стабилизация напряжения U имеет место вплоть до максимального значения тока нагрузки Х р „ при котором

ll на интервале = — — IÑ консиз денсатор 20 успевает зарядиться до значения напряжения источника питаHHs Е q(U TpHZIIунктирные JIHHHH фиг ° 9

10) . Приведенное значение максимального тока нагрузки I„,„=I к р/Е целесообразно выбирать равным оптимальному значению приведенного тока нагрузки Т„, при котором коммутационные потери минимальными (фиг.8), т.е.

Е„ =I /Р =Р „„=Х„.

Если текущее значение тока нагрузки на некотором этапе коммутации превышает значение Iö„, что может происходить, например, при пуске инвертора, то конденсатор 20 заряжается этим током нагрузки до напряжения

Ed раньше момента t6 что приводит к отпиранию диода 10 и дозаряду конденсатора по цепи Е 21- 20-19-13-10-.

Е . Поэтому подача из узла 27 импульса управления на тиристор 4 в момент t, при Х.к > Iä не влияет на

6 характер коммутационного процесса, так как тиристор 4 не открывается.

При I „ > I к напряжение О, на конденсаторе изменяется пропорционально току нагрузки, однако значение

0 с продолжает оставаться ниже, чем для инвертора по фиг.1 и 2.

С помощью приведенных графиков (фиг ° 8) можно определить параметры коммутирующей LC-цепи. Для этого

1495958 14 по критерию приведенных потерь энергии Р„ находят оптимальное значение приведенного тока нагрузки IH=0,48 и соответствующее этому току значение относительного времени, предоставляемого схемой на выключение

t, =11. Подставляя эти значения в формулы (1) и (2) при известных значениях Е, t < и I„, получают

Сопт =Oу1 н окр /Е (1в) опт = Оэ044 Е с tobp/ . (2в) коэффициент затухания контура на этом интервале. Учитывая, что ток в дросселе I1 „, равен максимальному току в конденсаторе I » а по условиям определения оптимальных значений емкости и индуктивности коммутирующей LC-цепи I »-I „, получают и

"сп

Из графиков (фиг.8) находят,.что

Ic,+ /I „= 2, 9. С учетом последнего соотношения интервал спада

1/2 o(< v . Тогда окончательное выражение для продолжительности интервала задержки,„=(11 +1/2Ы ) "ЕС.

Из сопоставления графиков (фиг.7 и 8) видно, что в инверторе (фиг.1,3) обеспечивается ограничение максимального значения напряжения О на коммутирующем конденсаторе примерно в одинаковом диапазоне изменения тока нагрузки. Однако стабилизация Ост

Зная значение емкости конденсатора и индуктивности дросселя, можно определить значение времени задержки д =с -t, (фиг.9) в подаче отпирающего импульса на основной тиристор, расположенный в той же фазе, что и выключаемый основной тиристор.

Интервал задержки Сз„„ равен сумме интервалов запаздывания „, спада

С „ и сдвига с„ . Каждый из интервалов и 7 „ равен четверти зап периода свободных колебаний коммутирующей LC-цепи и вырабатывается узлами задержки — дополнительными и вспомогательными, т.е. С „„= с„а= ((/2 ЕС.

Интервал спада тока в коммутирующем дросселе от максимального значения до максимального тока нагрузки

Ьм может быть определен по формуле

1n(I /I ) где с(—

"сп 2 с( ст (.m 1

1О!

20 ных тиристоров, при которых коммута25

50 в инверторе (Фиг.3) осуществляется при токе I с Т„„ на более низком уровне (О„ =1,44), чем в инверторе с фиксированным значением интервала Г„„ (П =1,85) и даже ниже, чем минимальный уровень напряжения U соответствующий режиму холостого хода для инвертора по фиг.2 (U =1,7).

Одновременно в инверторе (фиг.3) при приведенном токе нагрузки Т „ обеспечивается (фиг ° 7 и 8) снижение (при-. мерно в 1,5 раза) по сравнению с инвертором по фиг.1 и 2 коммутационных потерь энергии.

В автономных инверторах напряжения для улучшения гармонического состава выходного напряжения часто применяют алгоритм переключения основция тиристоров анодной и катодной групп не чередуется, т.е. необходимо обеспечить несколько следующих друг за другом коммутаций тиристоров либо катодной, либо анодной групп инвертора, в этом случае на межкоммутационных интервалах нужно осуществлять подготовительный перезаряд конденсатора. Если в предлагаемом инверторе этот перезаряд осуществлять без вовлечения в работу полностью управляемых тиристоров 23 и 24. (на этом этапе остаются заперты и импульсы управления на них не подаются), т.е. по известному способу, то минимальная продолжительность этапа подготовительного перезаряда определяется, как и в известном инверторе,полупериодом свободных колебаний Т/2= 7li LC коммутирующей LC-цепи. Однако в силу того, что в предлагаемых инверторах значения емкости и индуктивности коммутирующей LC-цепи в несколько раз меньше, чем в известном, то и полупериод Т/2 свободных колебаний, а значит, и минимальная продолжительность этапа подготовительного перезаряда конденсатора в несколько раз меньше. Сокращение продолжительнос- ти этого этапа способствует увеличение глубины регулирования выходного напряжения.

Введенные в схему автономного инвертора напряжения полностью управляемые тиристоры 23 и 24 работают в облегченном режиме (с точки зрения выделяемой в них мощности) по переключению. Их включение происходит

15 149 при близком к нулю анодном напряжении. При выключении тирнсторов 23 и

24 конденсатор 20, начиная заряжаться для подготовки следующей коммутации, выполняет по отношению к данным тиристорам роль демпфирующего элемента. Такой режим работы тиристоров 23 и 24 позволяет существенно увеличить уровень коммутируемой ими мощности.

B качестве управляемых тиристоров

23 и 24 целесообразно использовать двухоперационные тиристоры или кремниевые индукционные тиристоры, хорошо стыкующиеся по предельным токам и напряжениям с однооперационными тиристорами, использующимися в качестве основных тиристоров инвер. торов.

Формула и з обретения

1. Автономный инвертор напряжения, . содержащий соединенный со входными выводами трехфазный мост основных тиристоров, шунтированных обратными диодами, трехфазный мост распределительных тиристоров, выводы переменного тока которого соединены с соответствующими выходными фазными выводами моста основных тиристоров, а выводы постоянного тока объединены и подключены к дросселю последовательно коммутирующей LC-цепи, конденсатор которой подключен к общей точке двух последовательно соединенных коммутирующих тиристоров, подключенных к входным выводам, а также блок управления, в состав которого входят основной узел управления, запускающий узел управления коммутирующими и распределительными тиристорами и узел управления основными тиристорами, причем с первым входом узла управления основными тиристорами первый выход основного узла управления соединен непосредственно, а с вторым входом через узел задержки связан второй выход основного узла управления, к которому подключен вход запускающего узла управления

5958 коммутирующими и распределительными тиристорами, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения МВс согабаритных показателей путем уменьшения массогабаритных показателей коммутирующих конденсатора и дросселя при одновременном повышении динамической коммутационной устойчивости и стабилизации продолжительности коммутационного процесса, ком- мутирующий конденсатор зашунтирован цепочкой из двух введенных встречнопараллельно соединенных полностью управляемых тиристоров, а в блок управления введены узел управления полностью управляемыми тиристорами и дополнительный узел задержки, настроенный на четверть периода свободных колебаний коммутирующей .Сцепи, причем первый вход узла управления полностью управляемыми тиристорами связан с вторым выходом основного узла управления через дополнительный узел задержки, а второй вход узла управления полностью управляемыми тиристорами — с выходом узла задержки.

2.. Инвертор по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью дополнительного улучшения массогабаритных показателей, он снабжен датчиком тока коммутирующего дросселя и датчиком тока нагрузки, подключенными к узлу задержки, выполненному в виде компаратора тока, формирующего выходные импульсы в момент спада тока в коммутирующем дросселе до текущего значения тока нагрузки.

3. Инвертор по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью снижения перенапряжений на коммутирующем конденсаторе и других элементах инвертора при одновременном уменьшении

45 коммутационных потерь, в блок управления введен вспомогательный узел задержки, настроенный на четверть периода свободных колебаний коммутирующей LC-цепи, который включен между узлом задержки и узлом управления основными тиристорами инвертора., Г

1 !!

I

I ! !

LD юг.>

I!

11

1!

495958

11!

1 I I I I лл Ц, Д

1 L=>>

1 ! I 1

I I 1

-------1 I I I

I11

1 фллл А

1495958

80bp ап Рр

УО

1495958

1У

Р,О

1495958

Составитель И.Жербина

Техред N.Õoäàíè÷ Корректор Н Гунько

Редактор М.Бланар

Заказ 4284/55 Тираж 646 Подписное

3НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101