SU1053242A1 - Инвертор - Google Patents

Abstract

ИНВЕРТОР, содержащий  чейку, состо щую из подключенных через .сель фильтра к положительному входному выводу коммутирующего конденсатора и последовательной цепочки из коммутирующего дроссел  и встречнопараллельно вкл1Ьченных тиристора и вентил , св занных с выходными выводами , отличающийс  тем, что, с целью увеличени  выходного напр жени  при одновременном повышении надежности при перегрузках, .он снабжен дополнительной идентичной  чейкой, подключенными к входньм выводам последовательно соединенными вспомогательным дросселем и конденсатором фильтра, двум  дополнительными .фильтровыми дроссел ми и последова .тельно соединенными дополнительным вентилем и нелинейным дросселем, включенными между общей т,очкой вспомогательного дроссел  и конденсатора фильтра и точкой соединени  вентилей второй  чейки с одЬим выходным выводом , причем анод дополнительного, вентил  соединен с катодом тиристора „ второй  чейки, соединенным через, 59 первый дополнительней .Фильтровой (Л дроссель с катодом тиристора первой  чейки, подключенным через второй (фильтровой дроссель к своему коммутирующему конденсатору, соединенному с конденсатором фильтра, отрицательнЕзм входным выводом и другим ,выходным выводом. О1 оо К) 4 IsD

Description

Изобретение относитс  к тиристор ным преобразовател м частоты и предназначено дл  необратидюго преобразовани  энергии посто ннЪго тока на входе в энергию переменного тока повышенной частоты на выходе и может найти применение в тиристорных преоб разовател х частоты дл  питани  током повышенной частоты однофазной переменной нагрузки, например, индукционной нагревательной установки Известен автономный последователь ный инвертор,содержащий инвертирующий вентильный мост с узлом коммутации и,з конденсатора и дросселей, подключенную параллельно мосту последовательную цепь из нагрузки и дву разделительных (фильтровых) конден саторов, а также двух диодов, причем каждый из диодов подключен между . общей точкой нагрузки и разделительного конденсатора и между зажимом другого разделительного конденсатора К зажимам источника посто нного тока мост подключен через дроссели , фильтра. Каждый фильтровый конденсатор зар жаетс  от источника питани  лишь до половины напр жени . Через диоды напр жение на нагрузке ограничиваетс  по амплитуде на уровне напр жени  фильтровых конденсаторов , т.е. на уровне 0,5 от напр жени  источника питани . Допустимый уровень амплитуды выходного напр жени  0,6 - 0,7 от напр жени  источника питани . Инвертор может устойчиво работать при любом сопротивлеНИИ нагрузки Cl. Наиболее близким к изобретению  вл етс  инвертор, содержащий коммутирующий колебательный контур из последовательно соединенных .комМутирующего конденсатора, коммутирующего дроссел  и встречно-параллельно вклю ченных .тиристора и вентил . Контур подключен к входным зажимам через фильтровый дроссель. К выходным зажимам инвертора подключена нагрузка В .общем случае нагрузка может быть любого вида. В частном случае нагру ка может быть представлена нагрузочным колебательным контуром, в котором активно-индуктивный элемент, на ример индуктор, зашунтирован компен сирующим конденсатором. Это наиболе распространенный вид нагрузок дл  высокочастотных инверторов. Инвертор питать переменную нагрузку, сопротивление .которой может мен тьс  от О {короткое замыкание ) до некоторой Номинальной вел чины С 2 3. Однако при увеличении сопротивле ни  нагрузки, а следовательно и выходного напр жени , сверх номинальной величины резко снижаетс  врем  дл  восстановлени  управл емости тиристоров, и инвертор перестает ра ботать. Амплитуда выходного напр же ни  не должна превышать величины 0,6-0,7 от напр жени  источника питани . Дальнейшее увеличение выходного напр жени   вл етс  дл  инвертора перегрузкой. Таким образом, инвертор имеет относительно невысокое выходное напр жение и неустойчив при перегрузках, что ограничивает область его применени . Цель изобретени  состоит в увеличении выходного напр жени  и повыше.НИИ надежности при перегрузках. Дл  достижени  цели инвертор, содержащий  чейку, состо щую из подключенных через дроссель фильтра к положительному входному выводу коммутирующего конденсатора и последовательной цепочки из коммутирующего даэоссел  и встречно-параллельно включенных тиристора и вентил , св заных с выходными выводами, снабжен дополнительной идентичной  чейкой, подключенными к входным выводам последовательно соединенными вспомогательным дросселем и конденсатором фильтра, двум  дополнительными фильтровыми дроссел ми и последова тельно соединенными дополните ль HHIM вентилем и нелинейным дросселем, включенными между общей точкой вспомогательного дроссел  и конденсатора фильтра и точкой соединени  вентилей второй  чейки с одним выходным выводом , причем анод дополнительного вентил  соединен с катодом тиристора второй  чейки, соединенным через г.первый- дополнительный фильтровый дроссель с катодом тиристора первой  чейки, подключенным через второй фильтровый дроссель к своему коммутирующему конденсатору, соединенному с конденсатором фильтра, отрицательным входным выводом и другим. ВЫХОД нави выводом. .На фиг. 1 приведена схема инвертора; на фиг. 2 - 4 - схемы вариантов включени  предлагаемого инвертора . Инвертор содержит тиристоры 1 и 2,встречно-параллельные вентили 3 и 4, коммутирующие конденсаторы 5 и 6, коммутирующие дроссели 7 и 8, фильтровый конденсатор 9, нелинейный дроссель 10, дополнительный вентиль 11, вспомогательный дроссель 12 фильтра, дроссели 13 и 14 фильтра , дополнительные фильтровые дроссели 15 и 16, активно-индуктивную нагрузку 17, например индуктор, компенсирующий конденсатор 18, инверторный блок 19. Инвертор имеет следующее исполнение . Основна   чейка состоит из последовательно соединенных конденсатора 5, дроссел  7 и встречно-параллельно включенных тиристора 1 и вентил  3. Втора   чейка состоит иэ последовательно соединенных конденсатора 6, дроссел  8 и встречно-па .раллельно включенных тиристора 2 и вентил  4, Выводы конденсаторов 5 и 6, св занные с дроссел ми 7 и 8J и вывод конденсатора 9 через дроссели 12 - 14 соединены с одним вход ным выводом. Другие выводы конденсаторов 5 и 9 соединены вместе и образуют первый выходной .вывод и другой входной выврд инвертора. Крайние выводы тиристора 2 и вентил  4 образуют второй выходной вывод .инвертора. Точка соединени  кондеисатора 9 с дро.сселем 12 через нелинейный дроссель 10 и вентиль 11 соединена с вторым выходным выводом Точка соединени  элементов 1, З и б чеЬез дроссели 15, и 16 соединена с первым и BTopfcw выходньй и зажимами инвертора.. Перечисленные и определенным об-г разом соединенные элементы 1-16 образуют инверторный блок. К выходным выводам подключена нагрузка из элементов 17 и 18, В приведенной схеме нагрузка выполнена в виде колебательного контура, как наиболее часто встречающа с . Инвертор работает следующим образом . От источника питани  через дроссели 12 - 16 зар жаютс  конденсатор 5, 6 и 9 до .нaпp жeнйЯJ источника. При отпирании тиристоров 1 и 2 протекает импульс высокочастотного ток по цепйт 5-7-1-6-8-2-17 и 18-5. Пос ле прекращени  тока через тиристоры за счет перезар да конденсаторов в этой же цепи, но в обратную сторону через вентили 3 и 4 протекает обратный импульс высокочастотного тока, тоже выдел ющий в нагрузке полезну . мощность. Одновременно конденсаторы 5 и 6 подзар жаютс  от источника питани . После зар да конденсаторов снова отпираютс  тиристоры 1 и 2, и процесс повтор етс  аналогичным; образом. При этом через нагрузку протекает переменный высокочастотны ток. бписанный электромагнитный про цесс, имеет; место при номинальной нагрузке (при номинальном сопротивлении нагрузки). При увеличении сопротивлени  нагрузки увеличиваетс  величина выходного напр жени . Если амплитуда выходного напр жени  станет выше нап р жени  на фильтровом конденсаторе откроетс  вентиль 11, и через него и через тцроссель 10 будет протекать ток, возвращающий избыточную реактнв ную энергию из конту эа нагрузки в ис точник питани , ограничива  тем . самым выходное напр жение инвертора, что сохран ет его работоспособность при перегрузке. Применение нелинейного дроссел  10 позвол ет ограничивать амплитуду выходного напр жени  дл  каждой  чейки (напр жение на выходных выводах каждой  чейки) на рекомендуемом уровне 0,6 - 0,7 от напр жени  источника питани . Без нелинейного дроссел  10 уровень ограничени  напр жени  составил бы только величину 0,5 в расчете на один колебательный контур, что ограничило бм мощ ность инвертора. Амплитуда выходного . напр жени  может достигать величины , 1,2-1,4 от напр жени  источника питани , ЯТО.в 2 раза выше,чем выходное напр жение в известном инверторе. Таким-образом, в инверторе уЬёличено в 2фаза выходное напр жение. и увеличена надежность работы при перегрузках. Инвертор может устойчиво работать при изменении сопротивлени  нагрузки от нул  (короткое замыкание) до бесконечности (индуктор пуст), ,. Предлагаемый инвертор как инверГорный блок может, входить в состав более сложных инверторов, схемы которых приведены на фиг, 2 - 4, В схеме (фиг. 2) блокн включены по напр жению питани  последователь но и питают током высокой частоты общий нагрузочный колебательный контур нз элементов 17 и 18, . В схеме .(фиг. 3) блоки включены по напр жению питани  параллельно и позвол ют получить на нагрузочном контуре удвоенное выходное напр жение. В схеме (фиг, 4) четыре блрка включены попарно последовательнопараллельно , В такой схеме на нагрузочном контуре также удвоенное выход-ное напр жение, Ы зависимости от частоты и требуемой мощиости инверторные блоки могут работать (пропускать импульсы высокочастотного тока) или одновременно, или поочередно, что дополнительно позвол ет регулировать выходную мощность при питании переменной нагрузки. Благодар  ограничению выходного напр жени  на определенном уровне исключаетс  | езмерное сннжение времени дл  восстановлени  управл емое тн тиристоров и сохран етс  работоспособность инвертора при переменной нагрузке, сопротивление которой может измен тьс  от нул  (короткое замыкание) до величин, значительно превышающих номинальную (перегрузка). Увеличение выходного напр жени  позвол ет получить равнуй мощность а цдгрузке при меньшем токе, что снижа|ёт потери в инверторе и повышает erq КПД. .

tl

Г9

3

J

Л

1

1В

19

Т

Фиг. 2

Claims (1)

1. ИНВЕРТОР, содержащий ячейку, состоящую из подключенных через дроссель фильтра к положительному входному выводу коммутирующего конденсатора и последовательной цепочки из коммутирующего дросселя и встречнопараллельно включенных тиристора и вентиля, связанных с выходными выводами, о т л и ч а ю щ и й с я го напряжения при одновременном повышении надежности при перегрузках, он снабжен дополнительной идентичной 'ячейкой, подключенными к входньм выводам последовательно соединенными вспомогательным дросселем и конденсатором фильтра, двумя дополнительными фильтровыми дросселями и последова. тельно соединенными дополнительным вентилем и нелинейным дросселем, включенными между общей точкой вспомогательного дросселя и конденсатора фильтра и точкой соединения вентилей второй ячейки с одким выходным выводом, причем анод дополнительного, вентиля соединен с катодом.тиристора , второй ячейки, соединенным через, первый дополнительный Фильтровой дроссель с катодом тиристора первой ячейки, подключенным через второй !фильтровой дроссель к своему коммутирующему конденсатору, соединен' ному с конденсатором фильтра, отрицательным входным выводом и другим

   SU „1053242