| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2030085
АВТОНОМНИЙ ИНВЕРТОР СТРУМУ
Ім'я винахідника: Максимов Євген Андрійович
Ім'я патентовласника: Максимов Євген Андрійович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1992.08.19
Використання: в перетворювальної техніки. Суть винаходу: пристрій містить трифазний тиристорний міст з відсікають діодами і коммутирующими конденсаторами 13 - 18, приєднаними до точок з'єднання тиристорів і діодів за схемою "зірка". Міст підключений висновками змінного струму до ланцюга трифазного навантаження безпосередньо або через трансформатор. Два послідовно з'єднаних конденсатора 19, 20 підключені до нульових точок анодної і катодного груп комутуючих конденсаторів і з'єднані загальною точкою з нульовим виводом навантаження або нульовим виводом первинної обмотки трансформатора. У пристрої забезпечується комутаційне напруга значно вище прикладеного.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до електротехніки, а саме до перетворювачів струму, і може бути використано для перетворення постійного струму в змінний зі зниженням несинусоїдальності форми кривої вихідної напруги і підвищенням стійкості роботи перетворювача.
Відомі компенсаційні автономні інвертори струму, що відрізняються підвищеною стійкістю роботи, в яких комутуючі конденсатори періодично перезаряджається струмом навантаження або його частиною під дією додаткових комутуючих напруг, пропорційних току навантаження. Схеми таких інверторів відрізняються відносною складністю.
Відомий автономний трифазний інвертор струму з відсікають діодами (Патент США N 4156899, кл. H 02 M 7/515, 1979), що має трифазний тиристорний міст з відсікають діодами, анодний і катодний групу комутуючих конденсаторів, з'єднаних за схемою "зірка". Відсікаючі діоди підвищують стійкість комутації тиристорів при менших ємностях комутуючих конденсаторів в порівнянні зі звичайним паралельним інвертором, але реактивна потужність інвертора обмежена. При роботі в схемах синхронного і асинхронного електроприводу, а й в схемах паралельної роботи з синхронним генератором на загальне навантаження виникає необхідність компенсації реактивної енергії інвертора, т. Е. Збільшення реактивної потужності інвертора, але при цьому з'являється проблема підвищення стійкості роботи інвертора.
Мета пропонованого винаходу - підвищення ефективності компенсації реактивної енергії для підвищення стійкості комутації тиристорів, збільшення реактивної потужності інвертора, зниження несинусоїдальності кривої вихідної напруги при використанні мінімальної кількості конденсаторів.
Для цього в відомий автономний інвертор струму, що містить трифазний тиристорний міст з відсікають діодами і коммутирующими конденсаторами, приєднаними до точок з'єднання тиристорів і діодів за схемою "зірка", підключений висновками постійного струму через дросель до джерела постійного струму, а висновками змінного струму до ланцюга трифазного навантаження безпосередньо або через трансформатор, введені два послідовно з'єднаних конденсатора, підключених до нульових точок анодної і катодного груп комутуючих конденсаторів і з'єднаних загальною точкою з нульовим виводом навантаження або нульовим виводом первинної обмотки трансформатора.
З введенням конденсаторів за пропонованими схемами інвертор компенсує реактивну енергію з використанням її для підвищення рівня напруги, прикладеного до тиристору в фазі закривання, а й для корисної роботи в ланцюзі навантаження і поліпшення форми кривої вихідної напруги, при цьому ефективність використання компенсованій енергії підвищується за рахунок виявлення імпульсу струму самоіндукції.
 |
Таким чином, основною ознакою, що відрізняє пропоноване винахід від прототипу, є підвищення коммутирующего напруги за рахунок ефективного накопичення енергії на комутуючих конденсаторах і, отже, якісне підвищення стійкості комутації тиристорів за допомогою двох конденсаторів. На фіг. 1 представлена принципова електрична схема автономного інвертора струму. Автономний інвертор струму містить трифазний міст з тиристорів 1, 2 ... 6 з відсікають діодами 7, 8 ... 12, комутуючі конденсатори 13, 14, 15 анодної і 16, 17, 18 катодного груп, з'єднані за схемою "зірка", компенсуючі конденсатори 19 і 20, що з'єднують нульові точки анодної і катодного груп комутуючих конденсаторів з нульовим виводом N навантаження Z н. |
 |
На фіг. 2 показані тимчасові діаграми струмів і напруг конденсаторів анодної групи, що ілюструють роботу схеми автономного інвертора. За позитивні значення напруг на конденсаторах приймаються позитивні потенціали на висновках конденсаторів, протилежних нульовій точці. За позитивні значення струмів приймаються струми, спрямовані до нульової точки конденсаторів. Робота схеми показана на прикладі комутації струму з виходить з роботи фази A на вхідну в роботу фазу B, коли в момент часу 2 відкриті тиристори 1 і 6, відкривається тиристор 2. В цей момент на тиристор 1 діє зворотна напруга і закриває його, а струм фази A через тиристор 2 переходить на конденсатори 14, 13 (i 13 ') і 19 (i 19') Після закінчення перезаряда сумарне напруга на конденсаторах 13 і 14 одно лінійному U ва, а струм в конденсаторі 14 (i 13 ') дорівнює нулю, при цьому на конденсаторах 13 і 14 напруги не рівні, тобто U 13 <U 14. З моменту згасання струму i 19 '(i 14') до нуля через конденсатор 19 протікає струм самоіндукції фази A (i 13 ''), при цьому конденсатор 13 дозаряджати, а конденсатор 19 перезаряджається. Форма струму i 19 '' (i 13 '') носить характер виявленого імпульсу, наступного за імпульсом струму i 13 '. Час загасання струму i 13 '' залежить від індуктивності навантаження, але обмежена моментом часу 4, коли в фазі A ток змінює напрямок. Крім згаданих струмів по конденсаторів 13, 15, 16, 17, 19 і 20 протікають струми межфазного обміну: |
В результаті по конденсатору 13 протікає сума струмів (фіг. 2) i 13 = i 13 '+ i 13' '+ + i ab + i bc, яка має вигляд геометричної суми імпульсів струмів, рознесені в часі, тобто конденсатори працюють як суми потенціалів імпульсів струму. В результаті сума потенціалів двох конденсаторів 13, 14 перевищує лінійну напругу U ab (U л).
Процес повторюється циклічно і аналогічний для кожного з шести плечей тиристорного мосту.
Зворотні напруги для тиристорів анодної групи виражаються сумами абсолютних величин напружень на конденсаторах в момент часу 
З цих виразів видно, що для моменту 1, коли відкривається тиристор 1, для закривання тиристора 3 використовується енергія підсумовування в конденсаторах 13 і 15 між моментами 2, 4, 3, 5, пов'язані (сумарні) напруги яких прикладаються до тиристору 3.
Таким чином, наявність компенсуючих конденсаторів дозволяє підняти комутаційне напруга на тиристорах значно вище прикладеного, тобто
U обрт>U d, що пояснює високу стійкість роботи інвертора в динамічних режимах.
Завдяки ємнісний компенсації автономний інвертор струму з відсікають діодами за пропонованою схемою має наступні переваги: здатність компенсувати реактивну енергію індуктивного навантаження з меншим числом конденсаторів; підвищується стійкість комутації тиристорів в широкому діапазоні навантажень; використовується компенсована реактивна енергія для корисної роботи в ланцюзі навантаження з попереднім депонуванням її в комутуючих конденсаторах; поліпшується якість кривої напруги і струму, що знижує втрати в електричних машинах.
Перераховані переваги розширюють сферу застосування пропонованого інвертора в порівнянні з прототипом і аналогом, він може бути використаний в асинхронному і синхронному електроприводі і енергетичних установках.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
АВТОНОМНИЙ ИНВЕРТОР СТРУМУ, що містить трифазний тиристорний міст з відсікають діодами і коммутирующими конденсаторами, приєднаними до точок з'єднання тиристорів і діодів за схемою зірки, підключений висновками постійного струму через дросель до джерела постійного струму, а висновками змінного струму - до ланцюга трифазного навантаження безпосередньо або через трансформатор , що відрізняється тим, що введені два послідовно з'єднаних конденсатора, підключених до нульових точок анодної і катодного груп комутуючих конденсаторів і з'єднаних загальною точкою з нульовим виводом ланцюга навантаження або нульовим виводом первинної обмотки трансформатора.
Версія для друку
Дата публікації 17.01.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.