RU177675U1

RU177675U1 - Stand Alone Inverter

Info

Publication number: RU177675U1
Application number: RU2017117087U
Authority: RU
Inventors: Евгений Михайлович Силкин
Original assignee: Евгений Михайлович Силкин
Priority date: 2017-05-16
Filing date: 2017-05-16
Publication date: 2018-03-06

Abstract

Полезная модель расширяет область применения устройства за счет повышения надежности, расширения диапазонов изменения нагрузки и регулирования, улучшения энергетических показателей.Указанный технический результат достигается тем, что автономный согласованный инвертор, содержащий мост на управляемых вентилях 1-4, выводы постоянного тока моста соединены с входными выводами инвертора, а выходные выводы 5 инвертора подключены к выводам переменного тока моста через демпферные дроссели 6, 7 и зашунтированы компенсирующим конденсатором 8, снабжен последовательными цепями, как минимум, для одной группы вентилей, число которых равно числу вентилей в группе, содержащими защитный дроссель 9 и два встречных неуправляемых вентиля 10, 11 (и, соответственно, 12-14, 17-19 и 20-22), соединяющими соответствующие выходные выводы с общей точкой соединения вентилей соответствующей группы вентилей, общие точки соединения неуправляемых вентилей последовательных цепей подключены к соответствующим выводам переменного тока моста через защитные конденсаторы 15, 16 (и, соответственно, 23, 24). Последовательно с защитным дросселем в последовательных цепях может устанавливаться резистор. В автономном согласованном инверторе, как вариант исполнения, демпферные дроссели могут быть выполнены магнитосвязанными. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model expands the scope of the device by increasing reliability, expanding the ranges of load and regulation, improving energy performance. The technical result is achieved by the fact that a stand-alone coordinated inverter containing a bridge on controlled valves 1-4, the DC terminals of the bridge are connected to the input terminals inverter, and the output terminals 5 of the inverter are connected to the AC terminals of the bridge through the damper chokes 6, 7 and are shunted by a compensating capacitor 8, s is opened with serial circuits for at least one group of valves, the number of which is equal to the number of valves in the group containing a protective throttle 9 and two counter uncontrolled valves 10, 11 (and, accordingly, 12-14, 17-19 and 20-22), connecting the corresponding output terminals with the common point of connection of the gates of the corresponding group of gates, the common connection points of uncontrolled gates of serial circuits are connected to the corresponding conclusions of the alternating current of the bridge through protective capacitors 15, 16 (and, accordingly, 23, 24). In series with the protective inductor, a resistor can be installed in the serial circuits. In a stand-alone coordinated inverter, as an option, damper chokes can be made magnetically coupled. 2 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к преобразовательной технике и может быть использована при проектировании источников питания для индукционных нагревателей и других электротехнологических нагрузок. Полезная модель расширяет область применения устройства за счет повышения надежности, расширения диапазонов изменения нагрузки и регулирования, улучшения энергетических показателей.The utility model relates to a conversion technique and can be used in the design of power supplies for induction heaters and other electrotechnological loads. The utility model expands the scope of the device by increasing reliability, expanding the range of load changes and regulation, improving energy performance.

Известен автономный согласованный резонансный инвертор, содержащий мост на управляемых вентилях, выводы постоянного тока моста соединены с входными выводами инвертора, а выходные выводы инвертора подключены к выводам переменного тока моста через демпферный дроссель и зашунтированы компенсирующим конденсатором (патент 61964 РФ, Н 02 М 7/00. Автономный согласованный резонансный инвертор/ Силкин Е.М. - Заявл. 13.11.2006, Опубл. 10.03.2007, БИМП № 7).A self-contained matched resonant inverter containing a bridge on controlled gates is known, the bridge DC outputs are connected to the input terminals of the inverter, and the output terminals of the inverter are connected to the bridge AC outputs through a damper inductor and are shunted by a compensating capacitor (RF patent 61964, N 02 M 7/00 Self-contained matched resonant inverter / Silkin EM - Declaration 13.11.2006, Publish 10.03.2007, BIMP No. 7).

Автономным согласованным инвертором называется преобразователь постоянного тока в переменный ток, имеющий внутренний импеданс сравнимый с импедансом нагрузки. Увеличение внутреннего импеданса автономного инвертора может быть достигнуто, в частности, включением в выходную цепь различных балластных (демпферных) элементов (емкостей, индуктивностей, последовательного колебательного контура). Демпферные элементы играют, своего рода, вспомогательную роль, например компенсации реактивности нагрузки, снижения скорости изменения нагрузочного тока или напряжения на элементах и прочее. Резонансные инверторы (инверторы с резонансной коммутацией) представляют собой частный случай автономного согласованного инвертора, в которых реализуется механизм естественного выключения (спада тока) вентилей за счет организации колебательного электромагнитного процесса в выходной цепи. Рассмотренный автономный согласованный (резонансный) инвертор представляет собой однофазное устройство (однофазный инвертор). Однофазные инверторы нашли наиболее широкое применение в электротехнологических установках.An autonomous coordinated inverter is a DC-to-AC converter that has an internal impedance comparable to the load impedance. An increase in the internal impedance of a self-contained inverter can be achieved, in particular, by including various ballast (damper) elements (capacitors, inductances, serial oscillatory circuit) in the output circuit. Damper elements play a kind of auxiliary role, for example, compensating for the reactivity of the load, reducing the rate of change of the load current or voltage on the elements and so on. Resonant inverters (inverters with resonant switching) are a special case of a self-contained matched inverter, which implements the mechanism of natural shutdown (current drop) of the valves due to the organization of the oscillatory electromagnetic process in the output circuit. The considered autonomous matched (resonant) inverter is a single-phase device (single-phase inverter). Single-phase inverters are most widely used in electrotechnological installations.

Недостатком автономного согласованного резонансного инвертора является узкая область применения. Это обусловлено высокими уровнями перенапряжений на управляемых вентилях при широтном регулировании, что может привести к выходу их из строя, а также высокими уровнями электромагнитных помех, вероятными сбоями в системе управления, ограничением диапазона возможных изменений параметров нагрузки, значительными коммутационными потерями в управляемых вентилях.The disadvantage of an autonomous matched resonant inverter is its narrow scope. This is due to high levels of overvoltage on controlled valves during latitudinal regulation, which can lead to their failure, as well as high levels of electromagnetic interference, possible malfunctions in the control system, limiting the range of possible changes in load parameters, and significant switching losses in controlled valves.

Известен автономный согласованный инвертор, содержащий мост на управляемых вентилях, выводы постоянного тока моста соединены с входными выводами инвертора, а выходные выводы инвертора подключены к выводам переменного тока моста через демпферные дроссели и зашунтированы компенсирующим конденсатором (патент 2454782 РФ, МКИ Н02М 7/521. Способ управления преобразователем частоты/ Силкин Е.М.- Заявл. 07.02. 2011, Опубл. 27.06.2012, БИМП № 18).A self-contained coordinated inverter is known, which contains a bridge on controlled gates, the bridge's DC terminals are connected to the input terminals of the inverter, and the output terminals of the inverter are connected to the bridge's AC terminals via damper chokes and are shunted by a compensating capacitor (RF patent 2454782, MKI Н02М 7/521. Method frequency converter control / Silkin E.M.- Declaration 07.02. 2011, Publish. 27.06.2012, BIMP No. 18).

Данный автономный инвертор является наиболее близким по технической сущности к полезной модели и рассматривается в качестве прототипа.This autonomous inverter is the closest in technical essence to a utility model and is considered as a prototype.

Недостатком автономного согласованного инвертора с резонансной коммутацией является узкая область применения из-за низкой надежности, малого диапазона допустимого изменения параметров нагрузки и регулирования (схема инвертора не предусматривает регулирования выходных электрических параметров широтно-импульсным методом), недостаточно высоких энергетических показателей. Инвертор, в частности, характеризуется высокими уровнями перенапряжений на управляемых вентилях при широтном регулировании, что может привести к выходу их из строя, а также высокими уровнями электромагнитных помех, вероятными сбоями в системе управления, ограничением диапазона возможных изменений параметров нагрузки, значительными коммутационными потерями в управляемых вентилях.The disadvantage of a self-contained matched inverter with resonant switching is a narrow field of application due to low reliability, a small range of permissible changes in load parameters and regulation (the inverter circuit does not provide for regulation of the output electrical parameters by the pulse-width method), and insufficiently high energy indices. The inverter, in particular, is characterized by high levels of overvoltage on controlled valves with wide-ranging regulation, which can lead to their failure, as well as high levels of electromagnetic interference, possible malfunctions in the control system, limiting the range of possible changes in load parameters, and significant switching losses in controlled valves.

Полезная модель направлена на решение задачи расширения области применения устройства за счет повышения надежности, расширения диапазонов изменения нагрузки и регулирования, улучшения энергетических показателей, что является полученным техническим результатом.The utility model is aimed at solving the problem of expanding the scope of the device by increasing reliability, expanding the ranges of load changes and regulation, improving energy performance, which is the technical result.

Указанная цель и технический результат достигаются тем, что автономный согласованный инвертор:The specified goal and technical result is achieved by the fact that the stand-alone coordinated inverter:

1. содержит мост на управляемых вентилях, выводы постоянного тока моста соединены с входными выводами инвертора, а выходные выводы инвертора подключены к выводам переменного тока моста через демпферные дроссели и зашунтированы компенсирующим конденсатором, снабжен последовательными цепями, как минимум, для одной группы вентилей, число которых равно числу вентилей в группе, содержащими защитный дроссель и два встречных неуправляемых вентиля, соединяющими соответствующие выходные выводы с общей точкой соединения вентилей соответствующей группы вентилей, общие точки соединения неуправляемых вентилей последовательных цепей подключены к соответствующим выводам переменного тока моста через защитные конденсаторы;1. contains a bridge on controlled gates, the bridge's DC terminals are connected to the input terminals of the inverter, and the output terminals of the inverter are connected to the bridge's AC terminals through damper chokes and shunted by a compensating capacitor, equipped with series circuits for at least one group of valves, the number of which equal to the number of gates in the group containing a protective throttle and two oncoming uncontrolled gates connecting the corresponding output terminals with a common point of connection of the gates corresponding s group valves common connection point unguided valve series circuits are connected to respective AC terminals of the bridge through the protective capacitors;

2. в автономном согласованном инверторе по п. 1,последовательно с защитным дросселем в последовательных цепях установлен резистор;2. in a stand-alone coordinated inverter according to claim 1, a resistor is installed in series with the protective inductor in series circuits;

3. в автономном согласованном инверторе по пп. 1 и 2 демпферные дроссели выполнены магнитосвязанными.3. in a stand-alone coordinated inverter according to paragraphs. 1 and 2, the damper chokes are magnetically coupled.

Существенным отличием, характеризующим полезную модель, является расширение области применения автономного согласованного инвертора за счет повышения надежности, расширения диапазонов изменения нагрузки и регулирования, улучшения энергетических показателей. При широтном (импульсном) регулировании выходных электрических параметров обеспечивается коммутация вентилей в схемах при нулевых (малых) значениях тока и напряжения, что повышает надежность и коэффициент полезного действия автономного согласованного инвертора. Снижаются коммутационные перенапряжения и электрические потери в силовых вентилях устройства, а также электромагнитные помехи и излучения. Диапазон допустимого изменения параметров нагрузки инвертора при обеспечении его надежной работы с высокими энергетическими характеристиками значительно расширяется, в первую очередь, для высокочастотных применений. Новый инвертор может быть эффективно применен для более широкого класса электротехнологических нагрузок, в том числе, при глубоком регулировании их электрических параметров. Расширение области применения обеспечиваются за счет отличительных признаков полезной модели. Таким образом, отличительные признаки заявляемого автономного согласованного инвертора являются существенными.A significant difference characterizing the utility model is the expansion of the scope of the autonomous coordinated inverter by increasing reliability, expanding the ranges of load and regulation, improving energy performance. With the latitudinal (pulsed) regulation of the output electrical parameters, the valves are switched in the circuits at zero (small) values of current and voltage, which increases the reliability and efficiency of an autonomous coordinated inverter. The switching overvoltage and electric losses in the power valves of the device, as well as electromagnetic interference and radiation are reduced. The range of permissible changes in the load parameters of the inverter while ensuring its reliable operation with high energy characteristics is expanding significantly, primarily for high-frequency applications. The new inverter can be effectively used for a wider class of electrotechnological loads, including with deep regulation of their electrical parameters. The expansion of the scope is provided due to the distinguishing features of the utility model. Thus, the distinguishing features of the claimed autonomous matched inverter are essential.

На фиг. 1 приведена схема однофазного автономного согласованного инвертора на полевых транзисторах с двумя последовательными (защитными) цепями в истоковой группе вентилей (несимметричная схема), на фиг. 2 представлена схема однофазного автономного согласованного инвертора на полевых транзисторах с четырьмя последовательными (защитными) цепями (в стоковой и истоковой группах вентилей, симметричная схема).In FIG. 1 shows a diagram of a single-phase autonomous matched inverter on field-effect transistors with two serial (protective) circuits in the source group of valves (unbalanced circuit), in FIG. 2 is a diagram of a single-phase autonomous matched inverter on field-effect transistors with four sequential (protective) circuits (in the drain and source groups of valves, a symmetric circuit).

Автономный инвертор в соответствии с полезной моделью может быть выполнен с большим числом фаз выходного тока, в общем случае, на однооперационных (неполностью управляемых, вариант нерегулируемого устройства) и полностью управляемых (транзисторы разных типов, запираемые тиристоры) вентилях (или их аналогах), имеющих или не имеющих обратной блокирующей способности, с шунтирующими встречными (параллельными) неуправляемыми вентилями или без них. Последовательные (защитные) цепи могут устанавливаться (несимметричные схемы) в разные группы управляемых вентилей моста инвертора (катодная или анодная, эмиттерная или коллекторная, истоковая или стоковая).According to the utility model, a self-contained inverter can be made with a large number of phases of the output current, in general, on single-operation (partially controlled, uncontrolled device variant) and fully controlled (different types of transistors, lockable thyristors) valves (or their analogues) having or without reverse blocking ability, with or without shunting oncoming (parallel) uncontrolled valves. Serial (protective) circuits can be installed (asymmetric circuits) in different groups of controlled inverter bridge valves (cathode or anode, emitter or collector, source or drain).

Автономный согласованный инвертор содержит мост на управляемых вентилях 1-4, выводы постоянного тока моста соединены с входными выводами инвертора, а выходные выводы 5 инвертора подключены к выводам переменного тока моста через демпферные дроссели 6, 7 и зашунтированы компенсирующим конденсатором 8, снабжен последовательными цепями, как минимум, для одной группы вентилей, число которых равно числу вентилей в группе, содержащими защитный дроссель 9 и два встречных неуправляемых вентиля 10, 11 (и, соответственно, 12- 14, 17-19 и 20-22), соединяющими соответствующие выходные выводы с общей точкой соединения вентилей соответствующей группы вентилей, общие точки соединения неуправляемых вентилей последовательных цепей подключены к соответствующим выводам переменного тока моста через защитные конденсаторы 15, 16 (и, соответственно, 23, 24).Последовательно с защитным дросселем в последовательных цепях может устанавливаться резистор. В автономном согласованном инверторе, как вариант исполнения, демпферные дроссели могут быть выполнены магнитосвязанными.The self-contained matched inverter contains a bridge on controlled gates 1-4, the DC bus terminals of the bridge are connected to the input terminals of the inverter, and the output terminals 5 of the inverter are connected to the bridge AC terminals through the damper chokes 6, 7 and shunted by a compensating capacitor 8, equipped with serial circuits, as at least for one group of valves, the number of which is equal to the number of valves in the group containing a protective throttle 9 and two counter uncontrolled valves 10, 11 (and, respectively, 12-14, 17-19 and 20-22) connecting corresponding output terminals with a common connection point of the gates of the corresponding group of gates, common connection points of uncontrolled gates of serial circuits are connected to the corresponding AC terminals of the bridge through protective capacitors 15, 16 (and, accordingly, 23, 24) .In series with a protective choke in serial circuits it can install a resistor. In a stand-alone coordinated inverter, as an option, damper chokes can be made magnetically coupled.

Автономный согласованный инвертор в установившемся режиме работает следующим образом. При включении управляемых вентилей 1, 4 начинается (фиг. 1) заряд компенсирующего конденсатора 8 по контурам: (+) -1 - 6 - 8(5) - 7 - 4 - (-) и (+) - 1 - 15 - 10 - 9 - 8(5) - 7 - 4 - (-). Параметры элементов схемы выбраны такими, чтобы ток через нагрузочный контур (выходные выводы 5 с подключенной нагрузкой, компенсирующий конденсатор 8) имел колебательный характер (изменялся по квазисинусоидальному закону). Емкость защитных конденсаторов 15, 16 (и 23, 24, фиг. 2) имеет значительно меньшую величину, чем емкость компенсирующего конденсатора 8 (а индуктивность защитного дросселя 9 сравнима с индуктивность демпферного дросселя 6 или 7). В результате ток второго контура (+) -1-15- 10 - 9 - 8(5) - 7 - 4 - (-) вносит незначительный вклад в величину выходного тока инвертора. К моменту колебательного спада тока через нагрузочный контур (5, 8) защитный конденсатор 15 оказывается заряженным до напряжения питания инвертора. На входе инвертора устанавливается источник питания, обладающий характеристикой генератора (источника) постоянного напряжения. Автономный согласованный инвертор управляется так, что расстройка эквивалентного последовательного колебательного контура, подключенного к выводам переменного тока моста (1- 4), носит индуктивный характер. Вентиль 1 стоковой группы выключается раньше момента колебательного (естественного) спада выходного тока к нулю. При выключении вентиля 1 за счет энергии, накопленной в электромагнитном поле демпферных дросселей 6, 7, ток через нагрузочный контур (5, 8) продолжает протекать в прежнем направлении, вначале, по контуру: 6 - 8(5) - 7 - 4 - 11 - 15 - 6, а затем, после разряда защитного конденсатора 15, по контуру: 6 - 8(5) - 7 - 4 - 2 - 6 (ток протекает через внутренний диод вентиля 2), или отдельный неуправляемый вентиль, шунтирующий управляемый вентиль 2). В интервале коммутации (выключения) управляемого вентиля 1, как видно, к нему прикладывается изменяющееся напряжение от нулевого уровня до величины напряжения питания инвертора (за счет разряда защитного конденсатора 15). Таким образом, коммутация (выключение) управляемого вентиля 1 осуществляется при нулевом напряжении, что обеспечивает низкий уровень электрических (коммутационных) потерь. В момент спада тока в контуре 6 - 8(5) - 7 - 4 - 2 - 6 до нуля вентиль 4 (истоковой группы) выключается. После спада выходного напряжения (нагрузочный контур 5, 8) до нуля (полный разряд компенсирующего конденсатора 5) заканчивается полупериод в работе инвертора. Далее включаются вентили 2, 3. Работа инвертора происходит аналогично. Начинается заряд компенсирующего конденсатора 8 по контурам: (+) - 3 - 7 - 8(5) - 6 - 2 - (-) и (+) - 3 - 16 - 13 - 12 - 8(5) - 6 - 2 - (-). Ток через нагрузочный контур (выходные выводы 5, компенсирующий конденсатор 8) имеет колебательный характер (изменяется по квазисинусоидальному закону). К моменту колебательного спада тока через нагрузочный контур (5, 8) защитный конденсатор 16 оказывается заряженным до напряжения питания инвертора.An autonomous matched inverter in steady state operates as follows. When the controlled valves 1, 4 are turned on (Fig. 1), the compensation capacitor 8 starts charging along the contours: (+) -1 - 6 - 8 (5) - 7 - 4 - (-) and (+) - 1 - 15 - 10 - 9 - 8 (5) - 7 - 4 - (-). The parameters of the circuit elements are selected so that the current through the load circuit (output terminals 5 with the connected load, compensating capacitor 8) has an oscillatory character (varies according to the quasi-sinusoidal law). The capacity of the protective capacitors 15, 16 (and 23, 24, Fig. 2) is much smaller than the capacity of the compensating capacitor 8 (and the inductance of the protective inductor 9 is comparable to the inductance of the damper inductor 6 or 7). As a result, the current of the secondary circuit (+) -1-15-10 - 9-8 (5) - 7-4 - (-) makes an insignificant contribution to the inverter output current. By the time of the oscillatory current drop through the load circuit (5, 8), the protective capacitor 15 is charged to the inverter supply voltage. At the input of the inverter, a power source is installed that has the characteristic of a DC voltage generator (source). The self-contained matched inverter is controlled so that the detuning of the equivalent series oscillatory circuit connected to the AC terminals of the bridge (1-4) is inductive. The valve 1 of the stock group turns off before the moment of the oscillatory (natural) decline of the output current to zero. When valve 1 is turned off due to the energy stored in the electromagnetic field of the damper chokes 6, 7, the current through the load circuit (5, 8) continues to flow in the same direction, first, along the circuit: 6 - 8 (5) - 7 - 4 - 11 - 15 - 6, and then, after the discharge of the protective capacitor 15, along the circuit: 6 - 8 (5) - 7 - 4 - 2 - 6 (current flows through the internal diode of the valve 2), or a separate uncontrolled valve shunting the controlled valve 2 ) In the switching (off) interval of the controlled valve 1, it is seen that a varying voltage is applied to it from the zero level to the inverter supply voltage (due to the discharge of the protective capacitor 15). Thus, the switching (switching off) of the controlled valve 1 is carried out at zero voltage, which ensures a low level of electrical (switching) losses. When the current in the circuit 6 - 8 (5) - 7 - 4 - 2 - 6 reaches zero, valve 4 (source group) turns off. After the output voltage drops (load circuit 5, 8) to zero (full discharge of the compensating capacitor 5), the half-life in the inverter ends. Next, valves 2, 3 are turned on. The inverter operates in the same way. The charge of the compensating capacitor 8 begins along the contours: (+) - 3 - 7 - 8 (5) - 6 - 2 - (-) and (+) - 3 - 16 - 13 - 12 - 8 (5) - 6 - 2 - (-). The current through the load circuit (output terminals 5, compensating capacitor 8) has an oscillatory character (varies according to the quasi-sinusoidal law). By the time of the oscillatory current drop through the load circuit (5, 8), the protective capacitor 16 is charged to the inverter supply voltage.

Вентиль 3 стоковой группы выключается раньше момента колебательного (естественного) спада выходного тока к нулю. При выключении вентиля 3 за счет энергии, накопленной в электромагнитном поле демпферных дросселей 6, 7, ток через нагрузочный контур (5, 8) продолжает протекать в прежнем направлении, вначале, по контуру: 7 - 8(5) - 6 - 2- 14 - 16 - 7, а затем, после разряда защитного конденсатора 16, по контуру: 7 - 8(5) - 6 - 2 - 4 - 7 (ток протекает через внутренний диод вентиля 4), или отдельный неуправляемый вентиль, шунтирующий управляемый вентиль 4). В интервале коммутации (выключения) управляемого вентиля 3, как видно, к нему прикладывается изменяющееся напряжение от нулевого уровня до величины напряжения питания инвертора (за счет разряда защитного конденсатора 16). Таким образом, коммутация (выключение) управляемого вентиля 3 также осуществляется при нулевом напряжении, что обеспечивает низкий уровень электрических (коммутационных) потерь. В момент спада тока в контуре 7 - 8(5) - 6 - 2 - 4 - 7 до нуля вентиль 2 (истоковой группы) выключается. После спада выходного напряжения (нагрузочный контур 5, 8) до нуля (полный разряд компенсирующего конденсатора 5) заканчивается период в работе инвертора.The valve 3 of the stock group turns off before the moment of the oscillatory (natural) decline of the output current to zero. When valve 3 is turned off due to the energy stored in the electromagnetic field of the damper chokes 6, 7, the current through the load circuit (5, 8) continues to flow in the same direction, first, along the circuit: 7 - 8 (5) - 6 - 2-14 - 16 - 7, and then, after the discharge of the protective capacitor 16, along the circuit: 7 - 8 (5) - 6 - 2 - 4 - 7 (current flows through the internal diode of the valve 4), or a separate uncontrolled valve shunting the controlled valve 4 ) In the switching (off) interval of the controlled valve 3, it is seen that a varying voltage is applied to it from the zero level to the inverter supply voltage (due to the discharge of the protective capacitor 16). Thus, switching (switching off) of the controlled valve 3 is also carried out at zero voltage, which ensures a low level of electrical (switching) losses. When the current in the circuit 7 - 8 (5) - 6 - 2 - 4 - 7 drops to zero, valve 2 (source group) turns off. After the output voltage drops (load circuit 5, 8) to zero (full discharge of the compensating capacitor 5), the inverter runs out of time.

Изменением интервала (широтное регулирование или модуляция) включенного состояния управляемых вентилей стоковой группы (1, 3) можно регулировать выходные электрические параметры автономного согласованного инвертора в широких пределах, обеспечивая низкий уровень коммутационных потерь при выключении.By changing the interval (latitudinal regulation or modulation) of the on state of the controlled valves of the drain group (1, 3), it is possible to regulate the output electrical parameters of an autonomous matched inverter over a wide range, providing a low level of switching losses during shutdown.

Последовательные (защитные) цепи могут быть установлены также в стоковую группу управляемых вентилей 1, 4 (вариант несимметричной схемы). Работа инвертора, при этом, происходит аналогично. Регулирование инвертора осуществляется в этом случае изменением интервала включенного состояния управляемых вентилей истоковой группы (2, 4).Serial (protective) circuits can also be installed in the drain group of controlled gates 1, 4 (version of an asymmetric circuit). The inverter, in this case, is similar. Inverter regulation is carried out in this case by changing the on-state interval of the controlled valves of the source group (2, 4).

Автономный согласованный инвертор может иметь и симметричную схему (фиг. 2). Последовательные (защитные) цепи (9-11, 12- 14, 17- 19 и 20-22) и защитные конденсаторы (15, 16, 23 и 24) могут обеспечить качественные коммутационные процессы при выключении всех управляемых вентилей 1- 4 и возможность регулирования выходных электрических параметров за свет вентилей как истоковой, так и стоковой групп вентилей.An autonomous matched inverter may also have a symmetrical circuit (Fig. 2). Serial (protective) circuits (9-11, 12-14, 17-19 and 20-22) and protective capacitors (15, 16, 23 and 24) can provide high-quality switching processes when all controlled valves 1-4 are turned off and the possibility of regulation output electrical parameters for the light of the valves of both the source and the drain groups of valves.

С целью снижения возможных паразитных колебаний на паразитный элементах схем и снижения требований к защитным дросселям (9, 12, 17, 20) последовательных цепей последовательно с защитными дросселями следует устанавливать резисторы. Защитные дросселя (9, 12, 17, 20), при этом, могут быть выполнены с ограниченной добротностью, что обеспечит необходимое активное сопротивление. Дополнительное демпфирование при работе паразитных колебательных процессов в схеме инвертора улучшит электромагнитную совместимость устройства (снизит уровень помех и излучений).In order to reduce possible spurious oscillations on the parasitic circuit elements and reduce the requirements for protective reactors (9, 12, 17, 20) of series circuits, resistors should be installed in series with protective reactors. Protective throttles (9, 12, 17, 20), at the same time, can be performed with limited quality factor, which will provide the necessary active resistance. Additional damping during the operation of spurious oscillatory processes in the inverter circuit will improve the electromagnetic compatibility of the device (reduce the level of interference and radiation).

Полезная модель не ограничивается только рассмотренными вариантами однофазных устройств. Применимы автономные согласованные инверторы, например, в трехфазном исполнении. В реальных системах при практической реализации полезной модели в схему могут включаться дополнительные элементы известного назначения (например, демпферные резистивно-емкостные цепочки, шунтирующие управляемые и неуправляемые вентили, нелинейные дроссели и прочее). Эти варианты также будут соответствовать предложенной полезной модели.The utility model is not limited to the considered options for single-phase devices. Stand-alone matched inverters are applicable, for example, in a three-phase design. In real systems, in the practical implementation of the utility model, additional elements of a known purpose can be included in the circuit (for example, damper resistive-capacitive chains, shunt controlled and uncontrolled valves, non-linear chokes, etc.). These options will also be consistent with the proposed utility model.

Возможна работа автономного согласованного инвертора и при емкостной расстройке эквивалентного последовательного резонансного (колебательного) контура в выходной цепи.The operation of an autonomous matched inverter is also possible with capacitive detuning of an equivalent series resonant (oscillatory) circuit in the output circuit.

Выполнение демпферных дросселей 6, 7 магнитосвязанными позволяет снизить требования к их параметрам, а также общие электрические потери в схеме, весогабаритные показатели дросселей и инвертора в целом. Часть (или полностью дроссель на высоких частотах) каждого демпфирующего дросселя (6, 7) может представлять собой, в частности, индуктивность соединительных шин (например, при питании условно удаленных нагрузок).The implementation of the damper chokes 6, 7 magnetically coupled allows to reduce the requirements for their parameters, as well as the overall electrical losses in the circuit, weight and size characteristics of the chokes and the inverter as a whole. The part (or the full choke at high frequencies) of each damping choke (6, 7) can be, in particular, the inductance of the busbars (for example, when feeding conditionally remote loads).

По сравнению с прототипом существенно расширяется область применения автономного согласованного инвертора за счет повышения надежности, расширения диапазонов изменения нагрузки и регулирования, улучшения энергетических показателей. Надежность инвертора при его функционировании в составе электротехнологической установки обеспечивается в результате качественного снижения коммутационных потерь и перенапряжений, в первую очередь, при выключении управляемых вентилей. В инверторе электрические потери сохраняются на низком уровне в широком диапазоне изменения эквивалентных параметров нагрузки. Обеспечивается также возможность широтного регулирования выходных электрических параметров инвертора, то есть, эффективного энергетически выгодного регулирования без использования дополнительных средств. Коэффициент полезного действия автономного согласованного инвертора может быть, в среднем, повышен на 3… 5%.Compared with the prototype, the scope of application of a self-contained matched inverter is significantly expanded by increasing reliability, expanding the ranges of load changes and regulation, improving energy performance. The reliability of the inverter during its operation as part of an electrotechnological installation is ensured as a result of a qualitative reduction in switching losses and overvoltages, primarily when the controlled valves are turned off. In the inverter, electrical losses are kept low over a wide range of equivalent load parameters. It also provides the possibility of latitudinal regulation of the output electrical parameters of the inverter, that is, effective energy-efficient regulation without the use of additional funds. The efficiency of a self-contained matched inverter can be, on average, increased by 3 ... 5%.

Автономный согласованный инвертор, выполненный в соответствии с полезной моделью, обладает улучшенной электромагнитной совместимостью с питающей сетью (и нагрузкой).The self-contained matched inverter, made in accordance with the utility model, has improved electromagnetic compatibility with the mains (and load).

Новый инвертор может быть эффективно применен для широкого класса электротехнологических нагрузок с изменяющимися в значительных пределах параметрами. Особенно перспективно применение автономного согласованного инвертора, реализованного в соответствии с полезной моделью, для ответственных технологий, где требуется глубокое и оперативное регулирование, повышенная устойчивость, стабильность и надежность систем электропитания.The new inverter can be effectively used for a wide class of electrotechnological loads with parameters varying significantly within a range. Particularly promising is the use of an autonomous coordinated inverter, implemented in accordance with the utility model, for critical technologies where deep and operational regulation, increased stability, stability and reliability of power supply systems are required.

Claims

1. An autonomous coordinated inverter containing a bridge on controlled gates, the bridge DC terminals are connected to the input terminals of the inverter, and the output terminals of the inverter are connected to the bridge AC terminals through the damper chokes and are shunted by a compensating capacitor, characterized in that it is equipped with series circuits, such as at least for one group of valves, the number of which is equal to the number of valves in the group containing a protective throttle and two counter uncontrolled valves connecting the corresponding odnye general conclusions connection point gates of the corresponding group of gates, common connection point unguided valve series circuits are connected to respective AC terminals of the bridge through the protective capacitors.

2. The self-contained matched inverter according to claim 1, characterized in that a resistor is installed in series with the protective inductor in series circuits.

3. Autonomous coordinated inverter according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the damper chokes are magnetically coupled.