Автономний інвертор напруги

Автономний інвертор напруги, що містить міст основних тиристорів, два комутуючих дроселя, одні з затискачів яких підключені до анодів і ка тодів комутуючих тиристорів, комутуючі конденсатори, одними затискачами підключені до загальних точок послідовно з'єднаних основних тиристорів, який відрізняється тим, що він додатково оснащений коректуючим контуром, що складаються з паралельно з'єднаних ємності і індуктивності, одні з затискачів яких підключені до других виводів комутуючих конденсаторів, а ІНШІ - до загальних точок послідовно з'єднаних комутуючих тиристорів Винахід відноситься до електротехніки, зокрема до перетворюючої техніки і може бути використаний при розробці тиристорних перетворювачів підвищеної частоти Велика питома вага пристроїв комутації тиристорних перетворювачів постійного струму обумовлює необхідність їх вдосконалення з метою підвищення комутуючої здатності і надійності роботи інвертора Схеми комутуючих вузлів дуже різноманітні і відрізняються одна від одної як типом формулюючого кола, так і способом з'єднання допоміжних елементів В найбільш розповсюджених одноланкових структурах комутуючих вузлів формуюче коло представлене схемою з зосередженими параметрами комутуючих ємності та індуктивності Форма запірного імпульсу струму, яка отримується на виході таких кіл, близька до ПІВХВИЛІ синусоїди В результаті, щоб витримати потрібний час дії від'ємної напруги на головному тиристорі, сформований імпульс струму повинен мати амплітуду, яка хоча б в два рази перевищує амплітуду прямого струму головного тиристора Така висока амплітуда суттєво збільшує енергію втрат у вузлі комутації і навантажує вентилі, які приймають участь у комутаційному процесі з гармонік спектра, а хвильовий опір вибраний таким чином, щоб амплітуди гармонік спадали пропорційно номеру (Пат США №3391328 Н Кл 321-45, дата публікації 02 06 1968) Недоліки вузла комутації, що розглядається, полягає в тому, що підготовка до чергового спрацювання займає більше часу, ніж в одноконтурному вузлі комутації Час від початку комутаційного процесу складає 6te, де t B - час відновлення тиристора Відомий також автономний інвертор напруги зі зворотніми некерованими вентилями і комутацією струму тиристорів штучною довгою ЛІНІЄЮ В такому інверторі максимальне значення напруги на вентилях практично рівне ВХІДНІЙ напрузі і час, відведений тиристорам для вмикання, майже не залежить від навантаження, (ас СРСР №363164, М Кл Н02М7/515, Опубл 20 12 1972 р Бюл №3) Недоліком вузла комутації зі штучною довгою ЛІНІЄЮ є непостійність вершини імпульсів комутуючого і велика швидкість наростання di/dt і du/dt Це призводить до зниження комутаційної СТІЙКОСТІ і надійності в роботі інвертора Найбільш близьким по технічній суті до пристрою, що заявляється, є автономний інвертор, який має міст основних тиристорів, шунтованих діодами зворотнього струму, міст комутуючих тиристорів, комутуючі дроселі, одні з зажимів яких підключені до анодів і катодів основних тиристорів, а другі зажими дроселів підключені до анодів і катодів основних тиристорів, комутуючі конденсатори, увімкнені між загальними точками послідовного з'єднання основних і комутуючих тиристорів, (а с Покращення енергетичних показників вузла комутації досягається при формуванню імпульсу комутуючого струму прямокутної форми, яке може бути виконано різними способами ВІДОМІ пристрої вузла комутації тиристорів, які мають декілька паралельно ввімкнутих резонансних контурів, кожний з яких налаштований на одну ГО о (О ю 59603 коректуючого контура 18, який складається з паралельно з'єднаних ємності С2 та індуктивності L2, другий вивід коректуючого контура з'єднаний з загальною точкою послідовно з'єднаних комутуючих тиристорів 3 і 5 Пристрій працює наступним чином Припустимо, що ввімкнені основні тиристори 5 і 6 Конденсатори 15 і 16 заряджені з полярністю, показаної на фіг 1 до напруги, рівної ВХІДНІЙ По закінченні інтервала провідності ввімкнених тиристорів при відсутності на їх керуючих переходах відпираючих імпульсів (див фіг 2, момент часу t-i) вмикаються комутуючі тиристори 1 і 5 на час перезаряду конденсаторів 15 по колу зворотній діод 9, комутуючий реактор 13, комутуючий тиристор 1, коректуючий контур 17 і конденсатор 16 по колу коректуючий контур 18, комутуючий тиристор 5, комутуючий реактор 14, зворотній діод 12 При цьому (момент часу Ь) до основних тиристорів 9 і 10 прикладається зворотня напруга і вони закриваються Для надійного їх вмикання параметри контура комутації і КІЛЬКІСТЬ протирезонансних контурів вибирається таким чином, щоб був більше час вимикання Сформований багатоланковим В основу винаходу поставлено задачу ствоконтуром комутації імпульс струму і тк комутуючого рення автономного інвертору напруги, в якому тиристора і головного тиристора маеє явно вирашляхом введення в нього додаткових конструктижену трапецеїдальну форму і зменшену вних елементів та забезпечення нового характеру амплітуду Отже, роль коректуючих контурів звозв'язку між конструктивними елементами інвертодиться до "корекції" форми розрядного струму, ра напруги забезпечується підвищення комутаційякий завдяки падінню напруги на коливальних конної СТІЙКОСТІ і надійності в роботі інвертора турах залишається протягом всього часу розряду Для цього автономний інвертор містить, зашуконденсаторів 15 і 16 постійним нтований діодами зворотнього струму міст комутуючих тиристорів, два комутуючих дроселя, одні з В момент часу Ь комутуючі тиристори 1 і 5 визажимів яких підключені до анодів і катодів комумикаються, напруга на них рівна (Vc-Vd), а основні туючих тиристорів, комутуючі конденсатори, однитиристори 7 і 8 вмикаються і на навантаженні ми зажимами підключені до загальних точок послівідбувається реверс напруги В момент часу t3 довно з'єднаних основних тиристорів Новим в вмикаються комутуючі тиристори 3 і 4 для вимкінверторі є те, що він додатково оснащений корекнення основних тиристорів 7 і 8 туючим контуром, який складається з послідовно Інвертор, що заявляється, в порівнянні з проз'єднаних ємності і індуктивності, одні з зажимів тотипом дозволив збільшити ККД інвертора до 0 9, якого підключені до других виводів комутуючих зменшити втрати в контурі комутації на 15-18 %, тиристорів сформувати імпульси струму комутації майже прямокутної форми з підвищенною комутаційною На фіг 1 наведена принципова схема здатністю Зменшити перенапруги на елементах інвертора схеми в 1 4 рази Інвертор містить міст комутуючих тиристорів 14, міст основних тиристорів 5-8, шунтованих діоАвтономний інвертор призначений для заряду дами зворотнього струму 9-12, комутуючі дроселі акумуляторної батареї тягового агрегату ОП31Б В 13 і 14, одні з зажимів дроселя 13 підключені до зв'язку з цим ефект від впровадження інвертора, анодів основних тиристорів 5 і 7, а другі зажими до що заявляється, полягає у підвищення технікоанодів комутуючих тиристорів 1 і 3, одні з зажимів економічних показників тягових агрегатів дроселя 14 підключені до катодів основних тирисЗастосування одної комутуючої ланки в торів 6 і 8, а другий - до катодів комутуючих тирисконтурі комутації перетворювача для заряду акуторів 4 і 5, комутуючий конденсатор 15 одним вимуляторної батареї знижує перевищення напруги водом з'єднаний з загальними точками послідовно на елементах перетворювача більш ніж на 1000В, з'єднаних основних тиристорів 5 і 7, другим вивопри ВХІДНІЙ напрузі 3000В, по відношенню до однодом з одним з зажимів коректуючого контуру 17, контурного комутуючого пристрою Таким чином, який складається з паралельно з'єднаних ємності використання комутуючих вузлів з коректуючими С1 і індуктивності L2, другий вивід коректуючого ланками допускає зменшення числа послідовно контуру з'єднаний з загальною точкою послідовно ввімкнених приладів в кожній групі на одиницю Це з'єднаних комутуючих тиристорів 1 і 4, комутуючий дозволить вивільнити на один тяговий агрегат 20 конденсатор 16 одним виводом з'єднаний з загатиристорів і 10 ДІОДІВ, що складає 10% від загальльною точкою послідовно з'єднаних основних тиного числа напівпровідникових приладів ристорів 6 і 7, другим виводом з одним з зажимів CPCP №536576 Опубл 2511 76 Бюл №643 М Кл'Н02М7/515) Недоліком цього інвертора є низькі енергетичні характеристики інвертора за рахунок енергії втрат у вузлі комутації Робота комутуючого вузла супроводжується накопиченням енергії на конденсаторі, що призводить до підвищення напруги на їх обкладках вище джерела живлення Це викликає необхідність збільшувати число послідовно включених тиристорів і ДІОДІВ в колах перетворювача, що завищує масо-габаритні показники і вартість перетворюючих пристроїв Форма запірного імпульсу струму, сформована LC-контуром близька до ПІВХВИЛІ синусоїди В результаті, щоб витримати потрібний час дії від'ємної напруги на основному тиристорі, сформований імпульс струму повинен мати амплітуду, хоча б в два рази перевищуючу амплітуду прямого струму основного тиристора Така висока амплітуда суттєво збільшує енергію втрат у вузлі комутації і навантажує вентилі, які приймають участь укомутаційному процесі Все це призводить до зниження комутаційної СТІЙКОСТІ і надійності в роботі інвертора 59603 Комп'ютерна верстка Н Лисенко Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна