Способ управления инвертором напряжения

 

Использование: для автономных систем тягового привода. Сущность изобретения: инвертор напряжения содержит силовые ключевые элементы 1,2с обратно включенными диодами 3, 4, генератор 5 коммутирующих импульсов тока и блок 6 управления силовыми ключевыми элементами 1, 2 и генератором 5. С блока 6 управления подают управляющие импульсы на включение генератора 5 для формирования коммутирующего импульса тока, направленного встречно включаемому силовому ключевому элементу . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 М 7/515

1 1о п9 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗ (21) 4753734/07 (22) 18.09.89 (46) 30.05.92, Бюл. ¹ 20 (71) Волжское объединение по производству легковых автомобилей (72) В.В.Кашканов (53) 621.314,56(088.8) (56) Бедфорд Б., Хофт Р. Теория автономных инверторов. Перевод с английского, Под ред. И.В,Антика, M.: Энергия.

Заявка ФРГ ¹ 3639495, кл. Н 02 Н 7/12, 26.05.88, Авторское свидетельство СССР

¹ 1272427, кл. Н 02 М 7/48. 1986.

„, Ы„„1737679А1 (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРОМ

НАПРЯЖЕНИЯ (57) Использование: для автономных систем тягового привода. Сущность изобретения: инвертор напряжения содержит силовые ключевые элементы 1, 2 с обратно включенными диодами 3, 4, генератор 5 коммутирующих импульсов тока и блок 6 управления силовыми ключевыми элементами 1, 2 и генератором 5. С блока 6 управления подают управляющие импульсы на включение генератора 5 для формирования коммутирующего импульса тока, направленного встречно включаемому силовому ключевому элементу,2 ил.

1737679

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке преобразователей средней и большой мощности, например, для автономных систем тягового привода.

Известны инвертор напряжения и способ управления им, предполагающий защиту от сквозных токов на этапе включения за счет ограничения их индуктивными элементами, включенными в силовую цепь последовательно с силовыми транзисторами, и перевод тока нагрузки в конденсаторы, шунтирующие силовые транзисторы на этапе их включения, К недостаткам данного технического решения относится то, что способ управления этим инвертором напряжения предполагает периодический разряд каждого из конденсаторов на дополнительно введенные гасящие резисторы во время выключенного состояния ключа, т,е. с частотой работы инвертора, что существенно ухудшает его энергетические показатели. Кроме того, недостатком является наличие двух поочередно работающих LC-контуров с относительно большими габаритами, обусловленными тем, что индуктивные элементы включены в силовую цепь.

Известен также инвертор напряжения и способ управления им, предполагающий измерение тока нагрузки, тока в коммутирующем контуре, сравнение их, определение времени превышения тока в коммутирующем контуре над током нагрузки и запрещение включения противоположного тиристора, если это время меньше времени восстановления запирающих свойств используемых тиристоров, К недостаткам относятся относительно низкие частотные свойства и наличие сквозных токов на этапе включения очередного тиристора по цепи: источник питания— включаемый тиристор — диод противоположного ключа, восстанавливающий свои запирающие свойства.

Цель изобретения — повышение надежности и энергетических показателей инвертора напряжения за счет исключения сквозных токов при включении силового ключевого элемента на прямосмещенный силовой диод противоположного ключа.

Указанная цель достигается за счет того, что в инверторе напряжения, содержащем по крайней мере два силовых ключевых элемента с обратно включенными диодами и генератор коммутирующих импульсов тока, подсоединенный к диодам, формируют управляющие импульсы и подают их в соответствии с требуемым алгоритмом на силовые ключевые элементы и импульсы

55 управления на включение генератора коммутирующих импульсов тока для формирования коммутирующих импульсов тока, направленного встречно току выключаемого силового ключевого элемента, а при включении силового ключевого элемента на прямосмещенный диод противоположного плеча, перед подачей управляющего импульса на включаемый силовой ключевой элемент подают управляющий импульс на генератор коммутирующих импульсов тока для формирования импульсов тока, направленного встречно включаемому силовому ключевому элементу.

На фиг. 1 представлена схема одной фазы многофазного инвертора напряжения, реализующего предлагаемый способ управления; на фиг. 2 — временные диаграммы импульсов управления и коммутирующего тока, поясняющие способ управления.

Инвертор напряжения (фиг, 1) содержит первый 1 и второй 2 последовательно соединенные силовые ключевые элементы с силовыми диодами 3 и 4 соответственно, управляемый генератор 5 коммутирующих импульсов тока и блок 6 управления, формирующий импульсы управления силовыми ключевыми элементами 1 и 2 и генератором

5 коммутирующих импульсов тока, который имеет два входа управления; первый для управления началом формирования положительных импульсов коммутирующего тока, а второй — отри цател ьн ых.

Для пояснения способа управления инвертором напряжения рассмотрим работу инвертора напряжения для положительного полупериода широтно-импульсной модуляции выходного напряжения, осуществляемой за счет соответствующего включения — выключения первого силового ключевого элемента 1, Предположим, что к моменту времени t1 (фиг, 2) первый силовой ключевой элемент 1 включен (проводит ток).

Для выключения первого силового ключевого элемента 1 в момент времени т1 подают управляющий импульс на первый вход (03) генератора 5, который начинает формировать положительный импульс коммутирующего тока, На начальном этапе т1 — t2 нарастания коммутирующего импульса ток ц протекает через первый силовой ключевой элемент 1 навстречу току н нагрузки, вследствие чего к моменту времени t2 ток через первый силовой ключевой элемент 1 уменьшается до нуля. Если в качестве силового ключевого элемента используется силовой транзистор или двухоперационный тиристор, то после достижения током ц величины тока lH нагрузки (момент времени t2) производят его выключение по цепи управ1737679

Фиг.2 ления. Избыточная величина тока iy после момента времени t2 ответвляется в силовой диод 3, а затем по мере спада ц весь ток нагрузки переходит в силовой диод 4. На этом завершается процесс выключения первого силового ключевого элемента 1.

Перед включением первого силового ключевого элемента 1 вновь подают управляющий импульс на первый вход (U3) генератора 5. На начальном этапе t3 — t4 ток ip протекает через силовой диод 4 навстречу току I< нагрузки, вследствие чего к моменту времени t4 ток через силовой диод 4 уменьшается до нуля. В этот момент производят включение первого силового ключевого элемента 1, после чего начинается этап рассасывания основных носителей в структуре силового диода 4, завершающийся его выключением и переходом избыточной величины тока в силовой диод 3 обратного тока, По мере спада тока ip весь ток нагрузки переходит в первый силовой ключевой элемент 1, на чем и завершается процесс включения, Таким образом, предлагаемый способ управления инвертором напряжения позволяет повысить надежность и энергетические показатели за счет исключения сквозных токов через включаемый силовой ключевой элемент на этапе восстановления запирающих свойств силового диода.

Формула изобретения

Способ управления инвертором напря5 жения, содержащим по крайней мере два силовых ключевых элемента с обратно включенными диодами и генератор коммутирующих импульсов тока, подсоединенный к упомянутым диодам, заключающийся

10 в том, что формируют управляющие импульсы и подают их в соответствии с требуемым алгоритмом на силовые ключевые элементы и импульсы управления на включение генератора коммутирующих импульсов тока для

15 формирования коммутирующего импульса тока, направленного встречно току выключаемого силового ключевого элемента, о тл ича ющи йсятем,что, сцелью повышения надежности и энергетических показате20 лей инвертора напряжения за счет исключения сквозных токов при включении силового ключевого элемента на прямосмещенный диод противоположного плеча, перед подачей управляющего импульса на

25 силовой ключевой элемент подают управляющий импульс на генератор коммутирующих импульсов тока для формирования импульса тока, направленного встречно включаемому силовому ключевому эле30 менту,