SU653703A1 - Three-phase series inverter - Google Patents

Description

коэффициент «раскачки коммутирующего контура, т. е. возрастают величины напр жений на его элементах, а при увеличении эквивалентного сопротивлени  нагрузки, снижаетс  врем , предоставл емое дл  восстановлени  управл емости тиристоров и тер етс  устойчивость работы инвертора.The "buildup of the switching circuit," i.e., the voltages on its elements increase, and with an increase in the equivalent load resistance, the time allowed to restore the controllability of the thyristors decreases and the stability of the inverter is lost.

Предлагаемый инвертор отличаетс  от известного тем, что упом нутые индуктивности включены по две последовательно между точками объединени  катодов oднoимe ных по фазности тиристоров анодной группы и точками объединени  анодов соответствующих тиристоров катодной группы мостов и своими точками соединени  образуют выходные выводы инвертора, кажда  коммутирующа  индуктивность защунтирована встречно-последовательновключеннымиThe proposed inverter differs from the known one in that the mentioned inductances are connected in series between the points of unification of the cathodes of the anodic group of anodic groups that are of the same phasing and the points of connection of the anodes of the corresponding thyristors of the cathode group of bridges and each point of the inverter form the output terminals of the inverter, each switching inductance is overlapped consecutive

вспомогательными тиристорами, причем точки соединени  анодов вспомогательных тиристоров , включенных между выходными выводами инвертора и катодами тиристоров анодных групп мостов св заны через одну пару коммутирующих тиристоров в непровод щем -направлении с катодами тиристоров катодных групп мостов, а точки соединени  катодов вспомогательных тиристоров , включенных между выходными выводами инвертора и анодами тиристоров катодных групп .мостов св заны через вторую пару коммутирующих тиристоров в провод щем направлении с анодами тиристоров анодных групп мостов. Это позвол ет расщирить нагрузочный диапазон и повысить надежность работы инвертора. На чертеже обозначено: источники питани  1, 2; фильтровые дроссели 3, 4; фильтровые конденсаторы 5, 6; коммутирующие тиристоры 7-10; тиристоры трехфазных мостов 11-22; вспомогательные тиристоры дл  сброса излищней энергии с коммутирующих контуров и нагрузки 23-34; коммутирующие конденсаторы 35-36; коммутирующие дроссели 37--42; шунтируюпию конденсаторы 43-45; нагрузка. Схема работает следующим образом. Коммутирующие контуры настраиваютс  на частоту, равную несущей, котора  существенно (в 10-20 раз) выше выходной частоты. При отпирании тиристоров 7, 17, 20, 9 импульс высокочастотного тока протекает по контуру: 5-7-35-17-37-Zo.- Zj-40-20-36-9-6-5. В момент перезар да коммутирующих конденсаторов до напр жени  питани  включаютс  вентили 23, 30, ток через тиристоры 7, 17, 20, 8 прекращаетс  и под действием напр жени  на коммутирующих индуктивност х 37, 40 протекает ток сброса избыточной реактивной энергии по контуру: 37-Za-Zg-30- 30-5-6-23-37. Во втором такте несущей частоты включают тиристоры 8, 11, 14, 10 и ток протекает по контуру: 5-8-35- 11-37-Za-Zg-40-14-36-10-6-5.auxiliary thyristors, the connection points of the anodes of the auxiliary thyristors connected between the output pins of the inverter and the cathodes of the thyristors of the anode groups of the bridges are connected through one pair of switching thyristors in the nonconductive direction with the cathodes of the thyristors of the cathode groups of the bridges, and the connection points of the cathodes of the auxiliary thyristors connected between the output ones the inverter leads and the thyristor anodes of the cathode bridges are connected via a second pair of switching thyristors in the conductive direction to the anodes and thyristors of anode groups of bridges. This makes it possible to extend the load range and increase the reliability of the inverter. In the drawing: power sources 1, 2; filter chokes 3, 4; filter capacitors 5, 6; switching thyristors 7-10; three-phase thyristors 11-22; auxiliary thyristors for the discharge of imitated energy from the switching circuits and the load 23-34; switching capacitors 35-36; commutating chokes 37--42; bypass capacitors 43-45; load. The scheme works as follows. The switching circuits are tuned to a frequency equal to the carrier, which is significantly (10-20 times) higher than the output frequency. When the thyristors 7, 17, 20, 9 are unlocked, a high-frequency current pulse flows along the circuit: 5-7-35-17-37-Zo.- Zj-40-20-36-9-6-5. At the moment of recharging the switching capacitors to the supply voltage, the valves 23, 30 are turned on, the current through the thyristors 7, 17, 20, 8 is stopped and under the action of the voltage on the switching inductance 37, 40 the current of excess reactive energy flows through the circuit: 37- Za-Zg-30-30-5-6-23-37. In the second cycle, the carrier frequencies include thyristors 8, 11, 14, 10 and the current flows through the circuit: 5-8-35- 11-37-Za-Zg-40-14-36-10-6-5.

Так же как и в первом такте в момент перезар да коммутирующих конденсаторов 35, 36 до напр жени  питани  включают тиристоры 23, 30, ток через вентили 8, 11, 14, 10 прекращаетс  и под действием напр жени  на коммутирующих индуктивност х 37, 40 протекает ток сброса избыточной реактивной энергии по контуру: 37-ZQ.- Zg-40-30- 5-6-23-37.Just as in the first cycle at the moment of recharging the switching capacitors 35, 36 before the supply voltage, the thyristors 23, 30 are turned on, the current through the valves 8, 11, 14, 10 is stopped and under the action of the voltage on the switching inductors 37, 40 flows discharge current of excess reactive energy along the circuit: 37-ZQ.- Zg-40-30- 5-6-23-37.

Claims (2)

Из описани  работы очевидно, что даже при нагрузке, близкой к короткому замыканию , максимальное напр жение на конденсаторах не превышает напр жени  питани . Такое ограничение «раскачки колебательных контуров достигаетс  за счет сброса избыточной реактивной энергии с коммутирующих индуктивностей в источник и нагрузку , причем ток сброса по нагрузке протекает в ту же сторону, что и ток основных тиристоров, а это снижает уровень гармонических составл ющих в выходном токе. Тиристоры 23, 26, 30, 31 и 34 могут быть подсоединены не только к крайним выводам коммутирующих индуктивностей 37-42, но и к их промежуточным выводам. При возрастании эквивалентного сопротивлени  нагрузки в последовательном инверторе возрастает степень демпфировани  ком.мутирующих контуров и при напр жени х на нагрузке выше напр жени  питани  резко снижаетс  врем , предоставл емое дл  восстановлени  управл емости тиристоров, следовательно , тер етс  устойчивость работы инвертора. В схеме обеспечиваетс  устойчивость работы инвертора на высоких эквивалентных сопротивлени х путем сброса избыточной энергии в источник и создани  коммутационных путей тока помимо нагрузки. Так, например , при включении тиристоров 7, 17, 20, 9 ток протекает вначале по к онтуру 5-7- 35-17-37-Z(x-Z е-40-20-36-9-6-5, а затем при возрастании напр жени  на нагрузке до величины питающего по контурам: 25-5-6-28-Zj-Za контур сброса -- .избыточной энергии в нагрузке: 35-17- 37-25-7-35 и 36-9-28-40-20-36 - дополнительные контуры, обеспечивающие коммутацию тиристоров инвертора. Остальные фазы трехфазных мостов работают аналогично . Дл  улучшени  условий коммутации тиристоров в переходных режимах и при пуске инвертора возможна установка конденсаторов 43, 44, 45. Схема позвол ет работать с нулевой точкой нагрузки. Таким образом, предлагаема  схема позвол ет: а)из.мен ть выходное напр жение путем изменени  несущей частоты,т. е. скважности импульсов высокочастотного тока; б)измен ть выходную частоту путем изменени  длительности работы вентилей, принадлежащих одной фазе; в)получить оптимальную форму выходного тока путем осуществлени  частотноимпульсной модул ции; г)обеспечить надежную работу инвертора при широком диапазоне изменени  эквивалентного сопротивлени  нагрузки. Формула изобретени  Трехфазный последовательный инвертор , содержащий коммутирующие индуктивности и два трехфазных тиристорных моста, одноименные по фазности выводы переменного тока которых св заны между собой, между точками объединени  анодов анодных групп и точками объединени  катодов катодных групп тиристорных мостов включены соответственно конденсаторы, обкладки каждого из которых подсоединены через коммутирующие тиристоры к соответствующему выводу подключени  инвертора к цепи питани , отличающийс  тем, что, с целью расщирени  нагрузочного диапазона и повыщени  надежности работы, упом нутые коммутирующие индуктивности включены по две последовательно между точками объединени  катодов одноименных по-фазности тиристоров анодной группы и точками объединени  анодов соответствующих тиристоров катодной группы мостов и своими точками соединени  образуют выходные выводы инвертора, кажда  коммутирующа  индуктивность защунтирована встречно-последовательно включенными вспомогательными тиристорами, причем точки соединени  анодов вспомогательных тиристоров, включенных между выходными выводами инвертора и катодами тиристоров анодных групп мостов св заны через одну пару коммутирующих тиристоров в непровод щем направлении с катодами тиристоров катодных групп мостов, а точки соединени  катодов вспомогательных тиристоров, включенных между выходными выводами инвертора и анодами тиристоров катодных групп мостов св заны через вторую пару коммутирующих тиристоров в провод щем направлении с анодами тиристоров анодных групп мостов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Лабунцов В. А. и др. Автономные тиристорные инверторы, М., «Энерги , 1967, с. 37, рис. 19. From the description of the operation it is obvious that even with a load close to a short circuit, the maximum voltage across the capacitors does not exceed the supply voltage. This limitation of the buildup of the oscillating circuits is achieved by dumping excess reactive energy from the switching inductances to the source and load, the discharge current flowing in the load in the same direction as the main thyristor current, and this reduces the level of harmonic components in the output current. Thyristors 23, 26, 30, 31 and 34 can be connected not only to the extreme terminals of the commutating inductances 37-42, but also to their intermediate terminals. With an increase in the equivalent load resistance in a series inverter, the degree of damping of the commutating circuits increases, and when the voltage on the load is higher than the supply voltage, the time allowed for restoring the control of the thyristors sharply decreases, and therefore the stability of the inverter is lost. The circuit ensures the stability of the inverter at high equivalent resistances by dumping excess energy into the source and creating switching current paths in addition to the load. For example, when turning on the thyristors 7, 17, 20, 9, the current first flows through the ontur 5-7- 35-17-37-Z (xZ е-40-20-36-9-6-5, and then at increasing the voltage on the load up to the value of the supply along the circuits: 25-5-6-28-Zj-Za the discharge circuit -. of the excess energy in the load: 35-17-37-25-7-35 and 36-9-28- 40-20-36 - additional circuits that provide the switching of the inverter thyristors. The remaining phases of three-phase bridges work similarly. To improve the switching conditions of the thyristors in transient conditions and when the inverter starts, it is possible to install capacitors 43, 44, 45. The circuit allows . Thief zero load point thus A proposed scheme allows: a) be iz.men output voltage by varying the carrier frequency, ie. e. pulse ratio of high-frequency current; b) vary the output frequency by varying the duration of operation of the valves belonging to the same phase; c) obtain the optimal shape of the output current by implementing frequency-pulse modulation; d) ensure reliable operation of the inverter with a wide range of equivalent load resistance. The invention has a three-phase serial inverter containing commutating inductors and two three-phase thyristor bridges, of the same-phase phase of the alternating current outputs of which are interconnected, between the anode joints of the anodes of the anode groups and the joints of the cathodes of the cathode groups of the thyristor bridges are connected, respectively, capacitors, the plates of each of which are connected through switching thyristors to the corresponding output of connecting the inverter to the power supply circuit, characterized in that, in order to load range and increased reliability, the mentioned switching inductors are connected two in series between the points of connection of the cathodes of the anode group of the same name and the points of connection of the anodes of the corresponding thyristors of the cathode group of bridges and each point of the connection form the output terminals of the inverter, each switching inductance is caused by a gap -consecutively connected auxiliary thyristors, and the points of connection of the anodes of auxiliary thyri tori connected between the output pins of the inverter and the cathodes of the anode bridge thyristors are connected through one pair of switching thyristors in the nonconducting direction with the cathodes of the bridge cathode groups thyristors, and the points of connection of the cathodes of the auxiliary thyristors connected between the output pins of the inverter and the anodes of the bridge cathode groups of the thyristors They are connected through the second pair of commuting thyristors in the conducting direction with the anodes of the thyristors of the anode groups of bridges. Sources of information taken into account during the examination 1.Labuntsov V.A., et al. Autonomous thyristor inverters, M., Energia, 1967, p. 37, fig. nineteen. 2.Авторское свидетельство, СССР № 329641, кл. Н 02 М 7/515, 1970.2. Authors certificate, USSR No. 329641, cl. H 02 M 7/515, 1970.