ТРЕХФАЗНЫЙ АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР ТОКА

ТРЕХФАЗНЫЙ АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР ТОКА
Полезная модель относится к области преобразовательной техники и может применяться для питания потребителей, требующих стабильного напряжения при изменении нагрузки от холостого хода до номинального значения.
Известен последовательно-параллельный инвертор тока 1 у которого выходное напряжение существенно зависит от величины нагрузки.
Известен также параллельный автономный инвертор тока с диодным обратным мостом 2, подключенный выводами постоянного тока к шинам постоянного тока тиристорного моста, а выводы переменного тока диодного моста соединены через компенсирующие реакторы с выходами тиристорного моста. Недостатком данного устройства является зависимость выходного напряжения от величины нагрузки, особенно в области нагрузок близких к холостому ходу.
Наиболее близким по структуре к предлагаемому устройству является последовательно-параллельный инвертор тока 3, который состоит из тиристорного моста, питающегося через реактор от источника постоянного тока, дополнительных реакторов, подключенных через симисторы к фазам нагрузки, батареи последовательно-параллельных конденсаторов и силового трансформатора на выходе. Основным недостатком прототипа является его инерционность, поскольку стабилизация выходного напряжения осуществляется не по силовым цепям, а по цепям управления симисторами. Ноэтому такое устройство при высокой динамичности нафузки не обеспечивает требуемую стабильность выходного напряжения, кроме того, оно требует применения управляемых вентилей (симисторов) и системы управления ими.
Задачей заявляемой модели является увеличение жесткости внешней характеристики автономного инвертора тока при высокой динамичности нагрузки.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в трехфазном автономном инверторе тока, содержащем тиристорный мост, источник питания, реактор, обратный диодный мост и блок коммутирующих конденсаторов введены три однофазных трансформатора, а обратный диодный мост подключен выводами постоянного тока к шинам постоянного тока тиристорного моста, а выводами переменного тока к выходам тиристорного моста через первичные обмотки коммутирующих трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены последовательно с соответствующими фазами нагрузки.
Техническое решение поясняется чертежами - на фиг. 1 представлена силовая схема преобразователя. На фиг. 2 представлена внешняя характеристика инвертора тока без обратной связи, т.е. в случае использования коммутирующих реакторов вместо трансформаторов.
На фиг. 3 приведена внешняя характеристика предлагаемого устройства, показывающая увеличение степени стабилизации выходного напряжения.
На фиг. 4 представлены мгновенные значения выходного напряжения при набросе и сбросе нагрузки, подтверждающие, что предлагаемое устройство сохраняет стабильность выходного напряжения при существенно переменной нафузке.
Нредлагаемое устройство содержит тиристорный мост 1, диодный мост 2, источник питания 3, реактор 4, блок коммутирующих конденсаторов 5 и три однофазных трансформатора 6, 7 и 8. Выводы постоянного тока тиристорного и диодного мостов соединены встречно-параллельно и подключены к источнику питания 3 через сглаживающий реактор 4. Тиристорный мост построен на тиристорах 9.. 14, диодный мост выполнен на диодах 15..20. Батарея коммутирующих конденсаторов включает конденсаторы 21..26, которые соединены последовательно-параллельно с нагрузкой. Выводы фаз переменного тока тиристорного и диодного мостов соединены попарно через первичные обмотки трансформаторов 6, 7 и 8, вторичные обмотки которых включены последовательно с фазами нагрузки.
Работа устройства происходит следующим образом. После каждой очередной коммутации тиристорного моста 1 происходит перезаряд коммутирующих конденсаторов через первичную обмотку одного из трансформаторов 6, 7 или 8. При этом во вторичной обмотке наводится напряжение дО, приложенное против фазового напряжения инвертора UH UHдУ. Величина ди зависит от параметров нагрузки и возрастает по мере ее уменьшения. Подъем внешней характеристики автономного инвертора тока в области малых нагрузок приводит к автоматическому увеличению дУ. В результате действия указанной отрицательной обратной связи обеспечивается автоматическая стабилизация выходного напряжения инвертора в широком диапазоне изменения нагрузки от холостого хода до номинального значения.
Работу инвертора рассмотрим на интервале где проводят тиристоры 9 и 14. В начале этого интервала тиристор 14 включается, а тиристор 12 подлежит выключению. При включении тиристора 14, тиристор 12 запирается под воздействием отрицательного потенциала конденсатора 25, приложенного к его аноду через последовательно соединенный конденсатор 22 и положительного потенциала, приложенного к его катоду через последовательно соединенные конденсатор 23 и тиристор 14. Дальнейший разряд конденсатора 25 протекает по контуру конденсатор 23 - тиристор 14 диод 18 - коммутирующий трансформатор 7 - конденсатор 22. Разряд конденсатора 25 через вторичную обмотку трансформатора 7 порождает в
ММОГПКе т т f-rrr-г
первичноиУтнапряжение ди, приложенное против фазового напряжения инвертора, т.е. и„ ии-ди. Величина ди увеличивается по мере уменьшения загрузки инвертора, что положительно сказывается на внешней характеристике автономного инвертора тока при малой загрузке.
Технический эффект от использования предлагаемого устройства заключается в повышении стабильности выходного напряжения при высокой динамике нагрузки по сравнению с прототипом.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧПИКОВ:
1.Руденко B.C., Сенько В.И., Чиженко И.М. Основы преобразовательной техники. - М.: Высшая школа, 1980, с. 194-196.
2.И.И. Кантер, М.С. Зубрилов. Инвертор с конденсаторной коммутацией. Авторское свидетельство № 156 230, 1962
3.Г.П. Мосткова, Ф.И. Ковалев. Мощный автономный инвертор с параллельно-последовательным конденсатором. Преобразовательные устройства в электроэнергетике. - М.: Наука, 1964, с. 61-74. Первый проректор СГТУ, профессор Авторы:  В.Р. олембиовский Ю.М.