SU913531A1

SU913531A1 - Three-phase inverter

Info

Publication number: SU913531A1
Application number: SU802964705A
Authority: SU
Inventors: Isaj I Kanter; Ivan I Artyukhov; Sergej F Stepanov; Anatolij N Kornev
Original assignee: Saratovskij Polt Inst
Priority date: 1980-07-28
Filing date: 1980-07-28
Publication date: 1982-03-15

Description

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и предназначено для электроснабжения потребителей с резко изменяющейся нагрузкой.The invention relates to a power converter equipment and is intended for power supply to consumers with rapidly changing load.

Известен, трехфазный инвертор, в котором для стабилизации выходного напряже- 5 ния применен короткозамкнутый выпрямитель, подключенный к выходным зажимам через регулирующие дроссели [1].A three-phase inverter is known, in which a short-circuited rectifier is used to stabilize the output voltage, connected to the output terminals via control chokes [1].

К недостаткам этих устройств могут, быть отнесены значительные масса и габариты регулирующих дросселей.The disadvantages of these devices can be attributed to the considerable weight and dimensions of the regulating chokes.

Известны также трехфазные инверторы, в которых устройство компенсации реактивной мощности выполнено в виде обратного выпрямителя, выводы постоянного, ’5 тока которого через сглаживающие дроссели подключены к входным зажимам инвертора. В этих инверторах через мост основных тиристоров проходит не ТОЛЬКО активная мощность нагрузки, но и актив- ^мная мощность обратного выпрямителя, что приводит к увеличению установленной мощности элементоп инвертора [2] и [3).Three-phase inverters are also known, in which the reactive power compensation device is made in the form of a reverse rectifier, the DC terminals, whose '5 current is connected to the inverter's input terminals via smoothing chokes. In these inverters, bridge thyristor core extends not only active power load, but also the active power ^meters Naja inverse rectifier, which leads to an increase in the installed power inverter elementop [2] and [3).

22

Известен также трехфазный инвертор, содержащий тиристорный мост, связанный со входными зажимами через сглаживающий дроссель, и блок компенсации реактивной мощности, выполненный в виде вентильно-конденсаторного моста замкнутого на дроссель. Такое устройство обладает улучшенными массогаба— ритными показателями [4] и Ιδ).Also known is a three-phase inverter containing a thyristor bridge, connected to the input terminals through a smoothing choke, and a reactive power compensation unit, made in the form of a valve-capacitor bridge closed to the choke. Such a device has improved mass-abundance indices [4] and Ιδ).

Однако данное устройство недостаточно надежно в работе вследствие возможного срыва инвертирования при случайном перекрытии интервалов токопротекания вентилей блока компенсации реактивной мощности.However, this device is not sufficiently reliable in operation due to the possible failure of the inversion in case of accidental overlap of the current flow intervals of the valves of the reactive power compensation unit.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является трехфазный инвертор, содержащий мост основных тиристоров, выводы постоянного тока которого соединены со входными выводами через сглаживающий дроссель,. и мост регулирующих тиристоров, выводы. постов яннаго тока которого замкнуты на компенсирующий дроссель, причем выводыThe closest to the proposed technical essence is a three-phase inverter containing a bridge of the main thyristors, the DC terminals of which are connected to the input pins via a smoothing choke. and a bridge regulating thyristors, conclusions. which posts of a yannago current are closed on the compensating choke, and conclusions

913531913531

33

переменного тока указанных мостов соединены между собой и подключены к выводам батареи коммутирующих конденсаторов [б).AC of these bridges are interconnected and connected to the terminals of the battery of switching capacitors [b).

Основными недостатками известного устройства являются его значительные масса и габариты за счет компенсирующего дросселя, который работает при постоянном подмагничивании, низкое быстродействие и большая вероятность самовозбуждения при работе на двигательную нагрузку. Улучшение динамических характеристик может быть достигнуто путем уменьшения величины дросселя, подключенного к выводам постоянного тока моста регулирующих тиристоров, однако это сопровождается возрастанием амплитудных значений токов тиристоров и дополнительными искажениями формы кривой напряжения инвертора.The main disadvantages of the known device are its considerable weight and dimensions due to the compensating choke, which works with constant bias, low speed and high probability of self-excitation when working on the motor load. Improving the dynamic characteristics can be achieved by reducing the value of the choke connected to the DC terminals of the regulatory thyristor bridge, however this is accompanied by an increase in the amplitude values of the thyristor currents and additional distortions in the shape of the inverter voltage curve.

Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов инвертора и улучшение его динамических характеристик.The purpose of the invention is to reduce the weight and size of the inverter and improve its dynamic characteristics.

Указанная цель достигается тем, что в трехфазном инверторе, содержащем мост основных тиристоров, выводы постоянного тока которого подключены к входным выводам через сглаживающий дроссель, мост регулирующих тиристоров, выводы постоянного тока которого замкнуты на компенсирующий дроссель, причем выводы переменного тока указанных мостов соединены между собой и образуют выходные выводы инвертера, к которым подключены ком мутирующие конденсаторы, соединенные звездой, компенсирующий дроссель выполнен двухобмоточным, причем обмотки указанного дросселя соединены встречно-последовательно, а их общая точка соединения подключена к нулевой точке звезды коммутирующих конденсаторов.This goal is achieved by the fact that in a three-phase inverter containing a bridge of main thyristors, the DC terminals of which are connected to the input terminals through a smoothing choke, a bridge of regulating thyristors, the DC terminals of which are closed to a compensating choke, and the AC terminals of these bridges are interconnected and form the output pins of the inverter, to which the switching capacitors connected by a star are connected, the compensating choke is double-wound, the decree windings This choke is connected in a counter-series manner, and their common connection point is connected to the zero point of the star of the switching capacitors.

На чертеже показана схема трехфазного инвертера.The drawing shows a three-phase inverter circuit.

Трехфазный инвертор содержит мост основных тиристоров 1-6, выводы постоянного токе которого соединены со входными выводами через сглаживающий дроссель 7, и мост регулирующих тиристоров 8-13, выводы постоянного тока которого замкнуты на компенсирующий дроссель 14. Выводы переменного тока мостов 1—6 и 8-13 соединены между собой и подключены к выводам коммутирующих конденсаторов 15 - 17. Компенсирующий дроссель 14 выполнен двухобмоточным, причем его обмотки 18 и 19 соединены последовательновстречно и одноименными зажимами под—The three-phase inverter contains a bridge of main thyristors 1-6, the DC terminals of which are connected to the input terminals via a smoothing choke 7, and a bridge regulating thyristors 8-13, the DC terminals of which are closed to a compensating choke 14. Conclusions of the alternating current of bridges 1-6 and 8 -13 are interconnected and connected to the terminals of the switching capacitors 15 - 17. The compensating choke 14 is double-wound, and its windings 18 and 19 are connected in series with the same end and similar terminals under -

4four

ключены к выводам постоянного тока моста регулирующих тиристоров 8-13, а точка соединения обмоток 18 и 19 подключена к нулевой точке коммутирующих'The switches are connected to the DC terminals of the regulating thyristors 8-13, and the connection point of the windings 18 and 19 is connected to the zero point of the commutators

₅ конденсаторов 15 и 17. ₅ capacitors 15 and 17.

Трехфазный инвертор работает следующим образом.Three-phase inverter works as follows.

Мост основных тиристоров 1-6, управляемый определенно сформированной сис10 темой импульсов, создает на выходах переменного тока 3-х фазную систему напряжений. Каждый из основных тиристоров работает в течение 120 эл. град,, со сдвигом по фазе в 60 эл. град. Оче15 редность их работы соответствует нумерации. Батарея коммутирующих конденсаторов 15-17 служит для обеспечения коммутации основных тиристоров 1-6 и компенсации реактивной мощности нагрузМ ки.The bridge of the main thyristors 1-6, controlled by a specifically formed system of pulses, creates a 3-phase voltage system at the AC outputs. Each of the main thyristors works for 120 e. hail ,, with a phase shift of 60 e. hail. The sequence of their work corresponds to numbering. The battery of switching capacitors 15-17 is used to provide switching of the main thyristors 1-6 and compensation of reactive power of the load.

Процесс коммутации основных тиристоров происходит следующим образом.The switching process of the main thyristors is as follows.

Пусть в данный, момент заканчивает работу тиристор 1 и вступает в работу 2$ тиристор 3. Рабочий ток переключается с тиристора 1 на тиристор 3, при этомLet at this moment the thyristor 1 finishes work and the thyristor 3 comes into operation 2 $. The operating current switches from thyristor 1 to thyristor 3, while

образуется контур коммутации, который включает в себя коммутирующие конденсаторы 15, 16 и тиристоры 1 и 3, при_м чем ток в контуре протекает в направлении противоположном проводимости тиристора 1, который выключается и к нему прикладывается напряжение обратной полярности.formed switching circuit which includes a commutating capacitors 15, 16 and thyristors 1 and 3, flows in the direction opposite to the conduction of the thyristor at 1 _m than the current in the circuit, which is switched off and a voltage is applied thereto reverse polarity.

Коммутирующие конденсаторы 15-17 в процессе поочередной работы основных тиристоров 1-6 периодически перезаряжаются и на выходе инвертора формируется трехфазное напряжение с частотой, соответствующей частоте управляющих импульсов.The switching capacitors 15-17 in the process of alternate operation of the main thyristors 1-6 are periodically recharged and a three-phase voltage is generated at the inverter output with a frequency corresponding to the frequency of the control pulses.

Изменение величины нагрузки приводит к изменению величины выходного напряжения инвертора, что приводит к необходимости его регулирования за счетThe change in the magnitude of the load leads to a change in the magnitude of the output voltage of the inverter, which leads to the need for its regulation due to

*⁵ изменения суммарной реактивной мощности коммутирующих конденсаторов и дросселя 14, подключаемого к ним на определенное время с помощью регулирующих тиристоров 8-13.* ⁵ changes in the total reactive power of switching capacitors and choke 14, connected to them for a certain time with the help of regulating thyristors 8-13.

Регулирующие тиристоры 8-13 также работают со сдвигом в 60 эл. град, в очередности, соответствующей их нумерации. Величина индуктивной составляющей суммарной реактивной мощности · „Regulating thyristors 8-13 also work with a shift of 60 e. hail, in the order corresponding to their numbering. The value of the inductive component of the total reactive power · "

⁵⁵ зависит от длительности токопротекания через тиристоры 8-13, которая в свою очередь зависит от величины фагового сдвига момента включения тиристоров ⁵⁵ depends on the duration of the current flow through the thyristors 8-13, which in turn depends on the magnitude of the phage shift of the moment of switching on the thyristors

5 913531 65 913531 6

относительно максимума фазового напря·· жения. Диапазон регулирования угла включения составляет 30 - 90 эп, град,, при этом длительность токопротекания каждого тиристора составляет О - ₅ relative to the maximum phase voltage. The control range of the firing angle is 30 - 90 ep, degrees, while the duration of the current flow of each thyristor is O - ₅

120 эл. град.120 e. hail.

Таким образом, при включении, например, регулирующего тиристора 8 через обмотку 18 дросселя 14 и коммутирующий конденсатор 15 протекает индуктив- »о ная составляющая тока, компенсируя соответствующую часть емкостного тока этого конденсатора.Thus, when switching on, for example, the regulating thyristor 8 through the winding 18 of the choke 14 and the switching capacitor 15, the inductive component of the current flows, compensating for the corresponding part of the capacitive current of this capacitor.

Преимущества предлагаемой схемы трехфазного инвертора перед известным и состоят в следующем. В предлагаемом устройстве регулятор реактивной мощноети реализуется меньшим количеством индуктивных элементов. Предлагаемое устройство обладает более высокой на- ₂0 нежностью в работе, так как перекрытие интервалов проводимости регулирующих тиристоров не приводит к короткому замыканию выходных выводов инвертора и срыву инвертирования. Предложенный ин* 25 вертор обладает улучшенными динамическими характеристиками, так как баланс реактивной мощности в устройстве может быть установлен на новом уровне в течение 1/3 части периода выходного на- ₃₀пряжения. Улучшение массо-габаритных показателей инвертора по предлагаемой схеме достигается тем, что компенсирующий дроссель работает без постоянного подмагничивания. Инвертор по предлагав— мой схеме имеет также более высокий КПД за счет того, что компенсирующий дроссель подключается к коммутирующим конденсаторам только через один тиристор.The advantages of the proposed three-phase inverter circuit over the known one are as follows. In the proposed device, the regulator of the reactive power is implemented by a smaller number of inductive elements. The proposed device has a higher HA ₂ 0 tenderness in operation, since the overlap of the conduction intervals regulating thyristor does not lead to a short circuit of output terminals of the inverter and inverting the disruption. The proposed inverter * 25 has improved dynamic characteristics, since the balance of reactive power in the device can be set at a new level during 1/3 of the output voltage period ₃₀ . Improving the mass-dimensional parameters of the inverter according to the proposed scheme is achieved by the fact that the compensating choke works without constant biasing. The inverter according to the proposal — my circuit also has a higher efficiency due to the fact that the compensating choke is connected to the switching capacitors only through one thyristor.

..

Claims

Claim

A three-phase inverter containing a bridge of main thyristors, the DC terminals of which are connected to the input pins through a smoothing one. a choke, a bridge regulating thyristor, whose DC terminals are closed to a compensating choke, and the AC leads of these bridges are interconnected and form the output pins of the inverter, to which the switching capacitors connected by a star are connected, in order to improve the mass-dimensional parameters and dynamic characteristics, the compensating choke is double-wound, and the windings of the specified choke are connected anti-sequentially, and their common point is connected to zero Second point of the star switching capacitors.