SU1718352A1 - Трехфазный мостовой инвертор модульного типа - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к силовым полупроводниковым преобразовател м. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности путем увеличени  помехоустойчивости. Трехфазный мостовой инвертор содержит три инвертор- ные стойки 1-3, образованные транзисторными модул ми 44), модули 21-23 датчиков тока, модули 24-29 защитных цепей, модули 30-35 усилителей мощности и совмещенный многослойный информационно-силовой пакет шинопроводов. Выводы транзисторных модулей, защитных цепей, датчиков тока и усилителей мощности подключены к шинам многослойного пакета шинопроводов 10. Силовой пакет шинопроводов разделен с информационной шиной 37 экранной шиной 36. Все шины пакета разделены между собой электроизол ционным материалом. Все модули, кроме модулей усилител  мощности, креп тс  на общем охладителе. Выходы усилителей мощности подключены к управл ющим переходам транзисторных модулей ортогонально плоскости пакета шинопроводов. 2 ил. ел с

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к конструированию силовых полупроводниковых преобразователей.

Цель изобретения - повышение надежности и помехоустойчивости.

На фиг.1 приведена функциональная схема трехфазного мостового инвертора; на фиг.2 - конструкция'инвертора модульного типа.

Трехфазный мостовой инвертор модульного типа (фиг.1) содержит три инверторные стойки 1- 3, образованные транзисторными модулями 4-9 соответственно, выводы которых подключены к шинам многослойного пакета шинопроводов 10, в котором фазные шины 11—13 переменного тока расположены между положительной 14 и отрицательной 15. шинами постоянного тока и разделены электроизоляционным материалом, а пакет шинопроводов снабжен выводами 16—20 для подключения внешних цепей, а также модули 21-23 датчиков тока, модули 24-29 защитных цепей и модули 30-35 усилителей мощности с трехполюсными выходами, причем пакет шинопроводов снабжен экранной 36 и информационной 37 шинами, также разделенными между собой электроизоляционным материалом, входы модулей 30-35 усилителей мощности связаны с информационной шиной 37, а трехполюсные выходы подключены к управляющим переходам транзисторных модулей 4-9 ортогонально плоскости пакета шинопроводов 10. пои этом каждая инверторная стойка 1-3 соединена с отрицательной шиной, пакета через модули 21-23 датчиков тока, а защитные модули 24-29 соединены с силовыми выводами транзисторных модулей 4-9, причем пакет шинопроводов дополнительно снабжен выводами 38 и 39 экранной 36 и информационной 37 шин соответственно.

На фиг.2 конструкция инвертора представлена в изометрии, где транзисторные модули 4-9, модули 21-23 датчиков тока и защитных цепей 24-29 расположены в одной плоскости и размещены на общем охладителе. Пакет шинопроводов 10, включающий шины 11-13 переменного тока и шины 14 и 15 постоянного тока, дополнительно снабжен экранной 36 и информационной 27 шинами. Каждая шина пакета шинопроводов 10 выполнена в виде тонкой ленты, ширина которой, в общем случае, определяется площадью транзисторных модулей, модулей защитных цепей и модулей датчиков тока. При этом взаимная индуктивность между отдельными шинами стремится к минимальному значению, а сами шины выполняют и экранные функции между ис точником помех (транзисторными модулями) и информационной шиной 37.

Все шины разделены электроизоляционным материалом и снабжены соответствующими выводами 16-20 и 38, 39. Модули 30-35 усилителей мощности (на фиг.2 показан один усилитель) расположены по всей поверхности пакета шинопроводов, каждый над соответствующим транзисторным модулем 4-9 так, что их трехполюсные выводы соединены с управляющими переходами (коллектор - база и эмиттер - база) ортогонально плоскости пакета, а входы с выводами 39 информационной шины в одной плоскости этой шины. Защитные модули 2429 могут соединяться с силовыми выводами транзисторных модулей непосредственно (как показано на фиг.2) либо через соответствующие шины пакета. Пакет шинопроводов может соединяться с силовыми выводами транзисторных модулей болтовым соединением через токопроводящие втулки 40 (фиг.2), каждая из которых соединена с соответствующей силовой 11-15 или информационной 37 шинами и расположена ортогонально их плоскости.

Трехфазный мостовой инвертор модульного типа работает следующим образом.

Информационные сигналы поступают на входы модулей 30-35 усилителей мощности, осуществляющих усиление и гальваническую развязку информационной шины 37 с пакетом шинопроводов 11-15 и определяющих алгоритм переключения транзисторных модулей 4-9. Постоянное напряжение, поступающее на выводы 16 и 17, преобразуется инверторными стойками 1-3 в переменное с высокочастотной широтно-импульсной модуляцией, которое действует на выводах 18-20 для подключения внешних цепей, в частности обмоток двигателя переменного тока. Под действием этого переменного напряжения в обмотках двигателя, являющегося фильтром низкой частоты, протекает синусоидальный ток с малыми искажениями. Этот ток, протекая по. шинам 11—13 переменного тока, преобразуется транзисторными модулями в постоянный ток протекающий по шинам 14-15 постоянного тока. Выполнение пакета шинопроводов в виде плоских тонких лент, разделенных между собой тонкими слоями изоляционного материала, позволяет свести к минимуму индуктивности шин и уменьшить запасы энергии в этих элементах.

Это приводит к уменьшению рассеиваемой в защитных цепях 24-29 мощности, росту коэффициента полезного действия инвертора и облегчает задачу формирова5 ния траектории переключения транзисторных модулей в области их безопасной работы, что и гарантирует повышение надежности. Включение моделей 21-23 датчиков tqка непосредственно в инверторные стойки 1-3 также снижает запасы энергии в соединительных проводах, так как их функции выполняют токопроводящие втулки 40, расположенные под прямым углом к пакету шинопроводов. Учтем, что при ортогональном размещении проводников взаимная индуктивность и влияние их друг на друга ослабляется. Это справедливо и для соединения трехполюсных выводов модулей 30-35 усилителей мощности с управляющими переходами транзисторных модулей. Исключение таким образом взаимодействия силовых и информационных соединений сопровождается повышением достоверности информации о токе в стойках 1-3 инвертора и повышению надежности.

Учитывая, что информационная шина размещена в плоскости, параллельной плоскости пакета шинопроводов, для снижения влияния силовых цепей на эту шину она размещена рядом с шиной постоянного тока, выполняющей вместе с отрицательной шиной постоянного тока экранные функции по отношению к источнику помех (транзисторным модулям) и дополнительно разделена с ними экранной шиной 36, вывод 38 которой заземлен. Это снижает проходную емкость между информационной и силовой шинами и повышает помехозащищенность инвертора.

Таким образом, конструкция инвертора позволяет исключить соединительные провода, повысить надежность инвертора путем увеличения помехозащищенности.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Трехфазный мостовой инвертор модульного типа, содержащий три инверторных стойки, образованные транзисторными модулями, выводы которых подключены к выводам многослойного пакета шинопроводов, в котором фазные шины переменного тока расположены между положительной и отрицательной шинами постоянного тока и разделены электроизоляционным материалом, а пакет шинопроводов снабжен выводами для подключения внешних цепей, о тличающийся тем, что, с целью повышения надежности и помехоустойчивости, введены модули датчиков тока, модули защитных цепей и модули усилителей мощности с трехполюсными выходами, а пакет шинопроводов снабжен экранной и информационной шинами, также разделенными между собой электроизоляционным материалом, входы модулей усилителей мощности связаны с информационной шиной, а трехполюсные выходы их подключены к управляющим переходам транзисторных модулей ортогонально плоскости пакета шинопроводов, причем каждая инверторная стойка соединена с отрицательной шиной пакета через модули датчиков тока, а модули защитных цепей соединены с силовыми выводами транзисторных модулей, при этом пакет шинопроводов дополнительно снабжен выводами экранной и информационной шин.