SU1115182A1 - Автономный последовательный инвертор - Google Patents

Abstract

1. АВТОНОМНЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий подключенные к входным выводам через фильтровые дроссели два последовательно соединенных фильтровых конденсатора фильтра и три полумостовых  чейки, вьгеод переменного тока каждой из которых через соответствующий коммутирующий конденсатор соединен с первым выводом первичной обмотки выходного трансформатора, а каждое плечо состоит из тиристора и коммутирующего дроссел , причем второй вывод первичной обмотки соединен с общей ,: точкой двух указанных конденсаторов фильтра, отличающийс  тем, что, с целью снижени  перенапр жений и улучшени  условий восстановлени  управл емости тиристоров, он снабженшестью дополнительными фильтровыми конденсаторами, двум  последовательно соединенными обратными вентил ми, подключенными параллельно фильтровым конденсаторам, и шестью включенньп и попарно последовательно вентил ми, точки соединени  которых подключены к первому выводу первичной обмотки выходного трансформатора , соединенному с введенной дополнительной секцией первичной об-, мотки последнего, а крайние выводы Ф указанных вентШ1ей через дополни- . тельные фильтровые конденсаторы подключены к точкам соединени  тиристоров с коммутирующими дроссел ми, соединенными с фильтровыми дроссел ми, § а через введенные дополнительные коммутирующие дроссели - к крайним выводам фильтровых конденсаторов, причем .крайний вывод дополнительной секции обмотки соединен с общей точш кой двух обратных вентилей. 2. Инвертор по п. 1, отличах ющийс  тем, что, с целью улуч о массогабаритных показателей, коммутирующие дроссели и дополнитель ные дррссели, подкл;&ченные к одному и тому же дополнительному фильтровому конденсатору, выполнены попарно магнитосв  з анными.

Description

Изобретение относитс  к вентильной преобразовательной технике и может быть использовано при разработке генераторов дл  питани  ультразвуковых электротехнических установок.

Известна схема инвертора, в которой с целью снижени  коммутационных перенапр жений и повышени  предельной частоты выходного напр жени  коммутирующа  индуктивность и нагруз ка включены последовательно в рассеч ку фильтрового конденсатора и введены дополнительные фильтровые конденсаторы и вентили, обеспечивающие рекуперацию излишней энергии, запасенной в контуре коммутации, обратно в фильтр за счет отсечки второй полуволны напр жени  на коммутирующей индуктивности и нагрузке 11.

Однако односторонн   нагрузка токами контура коммутации приводит к значительной несинусоидальности выходного напр жени , что увеличивает потери в нагрузке за счет высших гармоник.

Известна также схема инвертора, содержаща  две группы по три полумоста , собранные попарно по несимметричной схеме с общим коммутирующим конденсатором в каждой паре, причем полумосты первой группы подключены к фильтровым конденсаторам, а второй - мину  эти конденсаторы, к нагрузке 23.

Однако данна  схема содержит большое количество тиристоров, что приводит к снижению показателей загрузки высокочастотного оборудовани  и существенно усложн ет систему управлени .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  инвертор, содержащий два соединенных последовательно фильтровых конденсатора, подключенных через фильтровые дроссели к источнику питани , три полумост а, каждый из которых состоит из соединенных согллсно-последовательно тиристоров, крайние выводы которых подкхпочены через коммутирукндие дроссели к крайним выводам фильтровых конденсаторов а средние выводы - через коммутирую1дие конденсаторы к первому выводу первичной обмотки выходного трансДорматора 1.31.

Недостатками известного инвертора  вл ютс  возникновение перенапр жений и ухудшение условий восстановлени  управл емости тиристоров при работе на нагрузку, параметры которой измен ютс  в широких пределах.

Цель изобретени  - снижение коммутационных перенапр жений, улучшение условий восстановлени  управл емости тиристоров и массогабаритных показателей.

Дл  достижени  поставленной цели автономный последовательный инвертор содержащий подключенные к входным выводам через фильтровые дроссели два последовательно соединенных конденсатора фильтра и три полумостовых  чейки, вывод переменного тока каждой из которых через соответствующий коммутирующий конденсатор соединен с первым выводом первичной обмотки выходного трансформатора, а каждое плечо состоит из тиристора и коммутирующего дроссел , причем второй вывод первичной обмотки соединен с общей точкой двух указанных конденсаторов фильтра, снабжен шестью дополнительными фильтровыми конденсаторами, двум  последовательно соединенными обратными вентил ми подключенными параллельно фильтровым конденсаторам, и шестью включенными попарно последовательно вентил ми, точки соединени  которых подключены к первому выводу первичной обмотки выходного трансформатора, соединенному с введенной дополнительной секцией первичной обмотки последнего, а крайние вьгооды указанных вентилей через дополнительные фильтровые конденсаторы подключены к- точкам соединени  тиристоров с коммутирующими дроссел ми, соединенными с фильтровьми дроссел ми, а через введенные дополнительные коммутирующие дроссели - к крайним выводам фильтровых конденсаторов, причем крайний вывод дополнительной секции обмотки соединен с общей точкой двух обратных вентилей.

Кроме того, коммутирующие дроссели и дополнительные дроссели, подключенные к одному и тому же дополнительному фильтровому конденсатору, выполнены попарно магнитосв зан«ыми.

На чертеже изображена схема устройства .

Инвертор содержит фильтров1да дроссели 1 и 2, фильтровые конденсаторы 3 и 4, нагрузку 5, подключенную к вторичной обмотке 6 выходного транс31

форматора с первичной обмоткой 7, обратные вентили 8 и 9, коммутирую|Щие дроссели 10-15, соединенные с ти ристорами 16-21, подключенными к коммутирующим конденсаторам 22-24, и дополнительные коммутирующие дроссели 25-30, соединенные с дополнительными фильтровыми конденсаторами 31-36 и вентил ми 37-42.

Инвертор работает следующим образом .

От входного источника через фильтровые дроссели 1 и 2 зар жаютс  фильтровые конденсаторы 3 и 4 до половины напр жени  питани  и дополнительные фильтровые конденсаторы 3136до напр жени  питани . При отпирании тиристора 16 импульс тока протекает по цеп м тиристор 16 - коммутирующий конденсатор 22 - обмотка 7, параллельно конденсатору 3 - дроссель 10 и конденсатор 4 - дроссель 25 - конденсатор 31, снова тиристор 16 и одновременно в выходном контуре После того, как суммарное напр жение на дросселе 10 и обмотке 7 окажетс  выше суммарного напр жени  на конден саторах 3 и 31, а суммарное напр жение на дросселе 25 и обмотке 7 вьше напр жени  на конденсаторе 4, вентиль 37 открьшаетс , и избыточна  энерги , запасенна  в контуре коммутации , расходуетс  частично на подзар д конденсаторов 4 и 31 и частично в нагрузке 5 по контурам дроссель 10 - конденсатор 31 - вентиль

37- обмотка 7 - конденсатор 3 дроссель 10 и дроссель 25 - вентиль 37 - обмотка 7 - конденсатор 4 дроссель 25. При этом ток в контуре коммутации быстро прекращаетс , обес печива  тем самым ограничение перенапрйжений . Если в описанном интервале напр жение на обмотке 7 с дополнительной секцией вьше напр жени  на конденсаторе 3,. открываетс  вентиль 8 и ток протекает в контуре обмотка 7 - вентиль 8 - конденсатор 3 обмотка 7, обеспечива  ограничение напр жени  на нагрузке. Следующим тактовым импульсом отпираетс  тиристор 19, и близкий по форме к синусо151824

идальному импульс тока протекает по цеп м тиристор 19 - дроссель 13 конденсатор 4 - обмотка 7 - конденсатор 23 - тиристор 19 и одновремен5 но тиристор 19 - конденсатор 34 дроссель 28 - конденсатор 3 - обмотка 7 - конденсатор 23 - тиристор 19. Одновременно в выходном контуре протекает импульс тока той же

О амплитуды, что и во врем  предьщущего такта, но противоположной пол рности . После того, как напр жение на вентиле 40 примет положительное зна 1ение, ток рекуперации излишней

15 энергии протекает по контурам дроссель 13 - конденсатор 4 - обмотка 7 вентиль 40 - конденсатор 34 - дроссель 13 и дроссель 28 - конденсатор 3 - обмотка 7 - вентиль 40 - дрос сель 28, а ток в контуре коммутации быстро прекращаетс . Если в описанном интервале времени напр жение на вентиле 9 примет положительное значение , он открываетс  и протекает ток ограничени  напр жени  на нагрузке по контуру обмотка 7 - конденсатор 4 - вентиль 9 --обмотка 7. Далее импульсы управлени  подаютс  на тиристоры в следующей последователь30 ности: 20, 17, 18, 21. Процесс в контурах , св занных с зтими тиристорами , протекает аналогично. В следующем такте импульс управлени  снова поступает на тиристор 16, и процессы

5 в схеме повтор ютс .

Инвертор может содержать любое нечетное число полумостов. Поочередное протекание тока через обмотку 7 обеспечивает на выходе инвертора на0 пр жение близкое по форме к синусоидальному . Введение магнитной св зи между работающими одновременно коммутирующими дроссел ми не вли ет на процессы в схеме, но позвол ет

5 снизить габариты и вес этих дросселей .

Таким образом, при работе на переменную нагрузку в данной схеме CQ обеспечиваетс  снижение коммутационных перенапр жений, улучшаютс  услови  восстановлени  тиристоров.

Claims (2)

1. АВТОНОМНЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий подключенные к входным выводам через фильтровые дроссели два последовательно соединенных фильтровых конденсатора фильтра и три полумостовых ячейки, вывод переменного тока каждой из которых через соответствующий коммутирующий конденсатор соединен с первым выводом первичной обмотки выходного трансформатора, а каждое плечо состоит из тиристора и коммутирующего дросселя, причем второй вывод первичной обмотки соединен с общей точкой двух указанных конденсаторов фильтра, отличающийся тем, что, с целью снижения перенапря жений и улучшения условий восстановления управляемости тиристоров, он снабжен шестью дополнительными филь тровыми конденсаторами, двумя последовательно соединенными обратными вентилями, подключенными параллельно фильтровым конденсаторам, и шестью включенными попарно последова тельно вентилями, точки соединения которых подключены к первому выводу первичной обмотки выходного трансформатора, соединенному с введенной дополнительной секцией первичной об-, мотки последнего, а крайние выводы указанных вентйлей через дополни-; . тельные фильтровые конденсаторы подключены к точкам соединения тиристоров с коммутирующими дросселями, соединенными с фильтровыми дросселями, а через введенные дополнительные коммутирующие дроссели - к крайним выводам фильтровых конденсаторов, причем .крайний вывод дополнительной секции обмотки соединен с общей точкой двух обратных вентилей.

2. Инвертор по π. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, коммутирующие дроссели и дополнитель ные др.оссели, подключенные к одному и тому же дополнительному фильтровому конденсатору, выполнены попарно магнитосвя з анными.

И8ТПТГ