Преобразовательное устройство для питания трехфазной нагрузки — SU 396797 (original) (raw)

йЛТЕь,;.-" с:Е ч .6 КЛЯ биоГ.л., 2 А ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ396797 Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства1. Кл. Н 02 гп 7,151440672/24 а явлено 01.Ч 1.19 присоединением вкп-иоритетубликовано 2 осударственныи комитеСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 1.1973. Бюллетень36 УДК 621,314,58 (088.8) ата опубликования описания 17,1.197 Авторизобретени. Высочански аявитель РЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАН ТРЕХФАЗНОЙ НАГРУЗКИИзобретение относится к области преобразовательной техники.Известны многофазные инверторы напряжения, в которых вентили для протекания реактивного тока объединены в анодную и катодную группы и подключены к источнику коммутирующего напряжения, например инвертор по авт. св.307941.Для улучшения формы кривой выходного напряжения инвертора предложенного устройства аноды анодной группы вентилей реактивного тока и катоды катодной группы этих вентилей подключены к среднему выводу источника питания с помощью встречно параллельно включенных вентилей, запираемых принудительно от источника коммутирующего напряжения.На фиг. 1 изображены предложенное устройство и диаграмма выходных замков, где 1 - б - основные вентили; 1 - б - вентили реактивного тока; 7 - 10 - коммутирующие вентили, 7 - 8 - вспомогательные вентили;11 - 13 - потенциалы точек А, В, С относительно точки 0; 14 - линейное напряжение У,1 э; 1 б, 1 б - напряжение и ток фазы А; 17, 18 - источники коммутирующего напряжения (ИКН); 19 - источник питания постоянного тока; 20 - управляющие импульсы вентилей.На диаграмме обозначены интервалы времени, в течение которых следует подавать управляющие импульсы на вентили инвертора. Потенциальная диаграмма построена для случая т 0=30 эл. град. и не зависит от величины Созр нагрузки для всех значений 5 Сов р)Сов р,р -- . 0,7. При Сов Р(Сов рр;величина т, должна быть увеличена тем больше, чем меньше величина сов р.Независимость этих кривых от Сов р нагрузки обеспечивается постоянством времени возможной проводимости т основных вентилей инвертора (в данном случае т=150 эл. град) и действием вентилей для протекания реактивного тока нагрузки.В качестве источников коммутирующего на пряжения (ИКЕ) могут служить конденсаторы, генератор переменного тока, последовательный инвертор или какие-либо другие устройства, способныс подать знакопеременное напряжение в зажимы О, - О., О - О,.20 Если в качестве ИКН используются конденсаторы, то первоначальный их заряд может быть обеспечен с помощью вентилей самого инвертора, например по цепи вентилей 1, 4,8 для первого и 1, 4, 10 для второго.25 Рассмотрим работу вентилей инвертора припитании симметричной нагрузки с отстающим Сов ср= 0,75. Пусть в исходном положении при о11 инвертор находится в работе, стационарный процесс установился, ток про водят основные вентили 1, 2 и 3 (подан отпи3ряющии импульс ня вентиль 3, я запас энергии, накопленный полем фазы В, ещс пе израсходован, и потому сс ток сщс протекает по цепям вентилей 6 и 1; вентиль 1 сов.;1 сстно с вентилем 1 формирует ток фазы А, вел- тиль 2 проводит ток фазы С, а вентиль 3 подготовлен к тому, чтобы рсверсировать ток г, фазе В). В момент 11 отпирают вентиль 7. Анодное напряжение вентиля 1 становится отрицательным и он запирается. Одновременно, или спустя время запаздывания, меньшсе времени перезаряда кондспсатора С 1, отпирают вентиль 9 и ток фазы А на пшаст замыкаться по цепи; фаза С, вентиль 2, нижняя половина контура цепи источника питания, вентили 9 и 1. Напряжение ня фазс А нагрузки становится равным нулю, и энергия магнитного поля фазы А в ней кс и расходуется.Через время М(Т 2/12 оказывается израсходованной энергия поля фазы В и благодаря открытым вентилям 3 и 2 сс ток сразу жс меняет направление. В момент Ь 2 отпирают вентили 2 и 7. Вентиль 9 запирастся, а ток вентиля 2 уменьшается на величину, равную току фазы А, который теперь начинает замыкаться по цепи 2, 1. Напряжение фазы А нагрузки меняет знак и потому энергия, накопленная ее магнитным полем, начинает расходоваться не только в фазе А, но и в фазе С, по цепи которой протекает ток фазы А. В этот же момент времени 1, или чуть позкс, подают отпираюший импульс на вентиль 4, чтобы он был готов к изменению направления тока в фазе А после того, как будет израсходована энергия ее поля и ее ток спадет до нуля. В момент 1 з отпирают вентиль 8 и вслед за ним вентиль 1 О, Вентиль 2 запирается, а конденсатор С 1 перезаряжается током фазы С до напряжения (/ =с после чего ток фазы С начинает замыкаться по цепи: вентили 2, 10, верхняя половина контура цепи источника питания, вентиль 3, фаза В, Дальнейшая работа инвертора происходит аналогично изложенному. Периодическое подключение выходных зажимов инвертора к среднему (промежуточному) выводу источника питания существенно приближает форму кривой напряжения к синусоидальной. Коэффициент гармоник К, в зависимости от выбираемой величины то может быть снижен до величины около 0,17 - 0,15 вместо 0,31, как это имеет место у известных трехфазных инверторов напряжения. Суммированием напряжений двух- трех инверторов с фазовым сдвигом между ними, можно сформировать практичсски синусоидальное общее выходное напряжсние,Чтобы исключить сбои в работе инвертора пРи нагРУзке с Сов 1 Р(Соз Рг- -- 0,7 необходимо отпирающие импульсы подавать на основные вентили лишь после спада до нуля тока предыдущей полуволны, спустя время восстановления 1 в ранее включенного вентиля реактивного тока. Выходное напряжение инвертора в этом режиме должно быть разрывных,10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 а продолжительность интервалов времени с нулевым мгновенным значением напряжения долкпа увелип 1 вяться при снижении СО р нагрузки. Благодаря этому интервалы времени, когда нагрузка накапливает и рассеивает энсрги 1 о будут чередоваться с интервалами времени, когда потребление энергии от источника питания равно пулю и потому энергия, накопленная магнитными полями нагрузки, будет полностью рассеиваться в активных сопротивлениях (совершать работу).Таким образом, при нагрузке с Созе,(0,7 взаимо компенсация реактивной энергии фаз нагрузки долекя сопров 01 кдяться снижснием напряжения, что в данном случае, осуществляется широтцым методом регулирования на. пряжения.В тех случаях, когда ивсртор питается от обратимого источника и требуется рекуперация энергии из сети псременного тока в сеть постоянного тока с сохранснием знака входного напряжения, например, для обсспечения независимости кривой выходного напряжения при любой величине фазового сдвига между током и напряжением предлагается вариант устройства, показанный на фиг. 2.В этом инверторс нулевые общие точки анодной и катодной групп вентилей реактивного тока разделены управляемыми вентилями 21 и 22 и соединены диодами (вентилями) с входной цепью инвертора. Вентили 2 и 22 отпираются одновременно с вентилями 7 и 8. При питании ог источника с двусторонней проводимостью вентили реактивного тока после осущсствлсния индивидуальной коммутации основных вентилей благодаря вентилям 23 и 24 работают как известные обратныс диоды.В тех случаях, когда не требуется независимость формы кривой напряжения инвсртора, но требуется рекуперация энергии с сохранением знака входного напряжения инвертора, управляемые вентили 21 и 22 могут быть заменены одним вентилем. Управляющий переход этого вентиля должен быть открыт при питании нагрузки инвертора и закрыт при возврате энергии в сеть постоянного тока. При этом ИКН может быть подключен как только к катоду, так и только к аноду этого вентиля.В тех случаях, когда максимальная частота ИКН многократно (не менее, чем в 4 т раз, где т число фаз инвертора) превышает частоту переменного тока нагрузки, а величина максимального напряжения ИКН превосходит У/2, инвертор может быть упрощен за счет исключения из его состава вентилей 7, 8 и ИКН 17.Таким образом, изобретение позволяет сущсствсино улучшить форму кривой напряжения на нагрузке, прибликая ее к синусоиде, и уменьшить отрицательное влияние преобразователя на питающую его сеть переменного тока. Достигается это, в основном, за счет более рационального использования вентилейреактивного тока нагрузки, которыс участвуют ц в индивидуальной коммутации основных вентилей ццвертора и в процессе взацмокомцсцсацци энергии магнитных полей многофазцой нагрузки. Дополнительным преимуществом устройства яьляется его высокий к.п.д., так к: к в ш 1 лцой мере используетсоя энергия, пака цлцвасмая конденсаторами прц каждой комм тацци вентилей, а основные всцтцлц разгружены от реактивного тока нагрузки.Предмет изобретенияПреобразовательное устройство для питания трехфазной нагрузки, содержащее источццк ццтацця постоянного тока имеющий отвод от среднеи точки, ц трехфазный инвертор, имеющий источник коммутирующего напряжения, соединенный одним концом с зажимамп источника питания через коммутирующие вентили, а другим - с общими точками анодцой и катодиой гр ппы вентилей реактивного тока, отличпощпйся тем, что, с целью улучшсцця формы кривой выходного напряжениян 10 ццвсртора, общие точки аноднэй ц катодноцгрупп вентилей реактивного тока соединены с помощью дополнительных принудительно коммутируемых вентилей с отводом от средней точки источника питания.396797 Составитель В. Моинехред А. Камышникова Левятов Корректор В, Жолудева акто Подписноеов СССР ипография, пр, Сапунова, 2 Заказ 3702/19 Изд.1893 ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и Москва, Ж, Раушская

Смотреть

Преобразовательное устройство для питания трехфазной нагрузки