Тиристорный инвертор напряжения
ОПИСАНИ
ИЗОБРЕТЕНИ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ
ОЗИЗ
Союв Советскин
Социалистическин
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 10.1.1967 (№ 1125481/24-7) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 29.Х11,1967, Бюллетень №
Дата опубликования описания 4.Ш.1968 л. 21d -, 12/03
21d2, 14/02
МПК Н 02m
Н 02m
ДК 621.314.27(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Авторы изобретения
Г. С. Зиновьев и В. И. Попов
Новосибирский электротехнический институт
Заявитель
ТИРИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ
Известен тиристорный инвертор напряжения с непосредственной связью, питающийся от сети через дроссели и содержащий цепочку из индуктивности и конденсатора, включенные между фазами питающей сети.
Особенность предлагаемого инвертора заключается в применении дополнительного трансформатора, первичные обмотки которого соединены в общий треугольник и подключены к питающей сети, а вторичные обмотки подсоединены через диоды параллельно к конденсаторам. Это позволяет расширить частотный диапазон выходного напряжения и регулировать напряжение широтно-импульсным методом.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема инвертора; на фиг. 2 графики токов и напряжений инвертора.
Инвертор напряжения содержит силовые вентили 1 — 18, соединенные по схеме с непосредственной связью с трехфазной нагрузкой
19, 20, 21. Узел коммутации инвертора содержит для каждой фазы питающей сети буферную индуктивность 22, коммутирующую индуктивность 28 и конденсатор 24, а также вспомогательный трансформатор 25 с первичными 2б и вторичными 27 обмотками, подсоединенными через диоды 28 — 88 к конденсаторам 24.
Рассмотрим работу схемы. Начнем с момента, когда фаза А питающего напряжения наиболее положительная, а фаза В наиболее стрицательная. Включены вентили 5, 11, lб, 5 т. е. в нагрузке 19 и 20 формируются положительные импульсы напряжения, а в нагрузке
21 отрицательный. Конденсаторы 24 заряжены соответственно до линейных напряжений
У,тд Удс Бас . Для запирания вентилей
10 5, 11, lб включаются вентили 4, 10, lб, т. е. если работал вентиль в катодной группе, подключенный к наиболее положительной фазе питающего напряжения, то для его гашения необходимо включить вентиль анодной груп15 пы, но подключенный к наиболее отрицательной фазе и наоборот. Одновременно, для созда ния пути отрицательной полуволне тока коммутационного контура и подготовки соответствующего вентиля для функционирования
20 в качестве вентиля обратного тока, им одновременно выдаются импульсы на вентили 8, б, 9, 12, 15, 18, длительность которых должна быть не менее з/4 периода коммутационного тока.
25 Из коммутирующей емкости, равной % емкости конденсатора 24 и индуктивности, равной >/» от индуктивности 28, в результате замыкания вентильного комплекта образуется колебательный контур и емкость начинает пе30 резаряжаться в обратную полярность напря208113
3 жения. При этом через вентили 5, 11, IG будет протекать сумма токов: ток нагрузки, ток колебательной полуволны перезаряда емкости и линейно нарастающий ток буферной индуктивности 22. В момент 4 полуволна тока LCконту ра спадает до нуля, а конденсатор 24 перезарядится до первоначального напряжения, но обратной полярности. В момент времени 4 токи вентилей 4, 10, 17 спадут до нуля. Наличие вентилей 8, б, 9, 12, 15, 18, включенных встречно-параллельно коммутируемым, позволяет продолжить колебательный перезаряд емкости, но уже в первоначальную полярность, т. е., начиная с момента t3 ток перезаряда емкости уже будет протекать через вентили 8, 9, 18 навстречу токам в вентилях 5, 11, 1б. В момент 4 эти токи сравняются, вентили 5, 11, 1б обесточатся, а ток контура коммутации перейдет на вентили 6, 12, 15, т. е. емкость будет перезаряжаться через цепочки вентилей б, 8, 12, 9, l8, 15.
Время, отводимое на восстановление управляющих свойств проводивших ток вентилей 5, 11, 16, определяется длительностью протекания тока через вентили б, 12, 15 соответственно, которая в свою очередь задается собственной частотой 1 С-контура. Вентили 5, 11, 1б после спадания в них полуволны тока закроются, а ток нагрузки будет протекать через вентили 8, 9, 18, функционирующие с этого момента в качестве вентилей обратного тока, на встречу э.д.с. источника питания.
Приращение тока в буферной индуктивности за время коммутации (интервал t,— t.-) может дополнительно подзарядить коммутирующую емкость выше напряжения питания, что приведет к колебательным перенапряжениям на емкости. Диоды 28 — 88 и трансформатор 25 предназначены для ограничения напряжения на коммутирующей емкости и сброса избыточной энергии из элементов узла коммутации в питающую сеть.
Коэффициент трансформации трансформатора 25 выбирается таким образом (К=1), чтобы в интервале между коммутациями диоды 28 — 88 находились под нулевым напряжением. В моменты коммутации, когда напряжение на конденсаторах 24 может превзойти питающее напряжение, открываются диоды
28 — 88 цепи сброса, и избыточная энергия, запасенная в индуктивностях 28, возвращается через трансформатор 25 в соответствующие фазы источника питания (линейная противо-э.д.с.) .
Так как коммутация вентилей не зависит от нагрузки, то последняя может быть включена любым способом (в звезду или треугольник).
Таким образом, инвертор имеет жесткую характеристику в любом диапазоне частог, обеспечивает режим холостого хода, имеет малую установленную мощность коммутирующихся конденсаторов и возможность регулирования выходного напряжения методом широтно-импульсной модуляции, причем исключаются низкочастотные колебания системы преобразователь — асинхронный двигатель.
Предмет изобретения
Тиристорный инвертор напряжения с непосредственной связью, питающийся от сети через дроссели и содержащий цепочку из индуктивности и конденсатора, включенные между фазами питающей сети, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона выходного напряжения и возможности регулирования напряжения широтно-импульсным методом, применен дополнительный трансформатор, первичные обмотки которого соединены в общий треугольник и подключены к питающей сети, а вторичные обмотки подсоедин.ены через диоды параллельно к указанным конденсаторам.
208113
Я Ъ2..
1 I
4- Ь2. 2
Техред T. П. Курилко Корректоры: Г. И. Плешакова и С. Ф. Гоптаренко
Редактор П. Шлайн
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 54/14 Тираж 530 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений ii открытий ир t Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, и. 4
