SU756577A1 - Последовательный автономный инвертор 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке источников высокочастотной энергии, например для индукционного нагрева металлов .

Известна схема инвертора, осуществляющая подпитку нагрузки в каждый полупериод выходной частоты, поэтому оно используется для питания низкодобротных нагрузок, например,! для люминесцентного освещения [1] .

Однако режим малого сопротивления нагрузки оказывается аварийным для инвертора, собранного по.данной схеме потому, что напряжения на его элементах, практически, достигают 4-5-кратного . Для устранения этого недостатка применяют сброс излишней электромагнитной энергии коммутирующего контура, с помощью подключения диодов встречно-параллельно прямым вентилям моста. Но такое подключение вентилей ограничивает частоту инвертора, так как с прямых вентилей моста снимается высокое обратное напряжений) а при этом их время восстановления управляемости )резко возрастает.

2

Известны также схемы, в которых применяют другие меры для сброса из-. лишней энергии из коммутирующего контура и, следовательно, ограничения раскачки напряжения на элементах схемы в режимах с малым эквивалентным сопротивлением нагрузки. К таким мерам можно отнести в рассматриваемых схемах, подключение вторичных обмоток коммутирующих дросселей через диод параллельно конденсатору фильтра £2] .

Однако "раскачка напряжения на элементах схемы достигает значительных величин,, кроме того, ток сброса излишней энергии протекает помимо нагрузки.

Наиболее близким к изобретению является инвертор, содержащий связанные со входными выводами через дроссели фильтра два тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналях и коммутирующими дросселями, включенными последовательно с тиристорами мостов, фильтровые конденсаторы, первые обкладки каждого из которых подключены соответственно к точкам соединения мостов с фильтровыми дросселями, а каж756577

дая вторая обкладка соединена с одним из выходных выводов и через диод - с первой обкладкой другого конденсатора £33 .

Недостатки известного устройства - недостаточное ограничение токов вентилей моста при аварийном разряде фильтровых и коммутирующих конденсаторов и отсутствие высокого обратного напряжения на прямых вентилях моста, что увеличивает время, необходимое для восстановления управляемости.

Цель изобретения - повышение устойчивости работы инвертора.

Цель достигается тем, что в инверторе, содержащем связанные со входными выводами через дроссели фильтра два тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналях и коммутирующими дросселями, включенными последовательно с тиристорами мостов, фильтровые конденсаторы, первые обкладки каждого из которых подключены соответственно к точкам соединения мостов с фильтровыми дросселями, а каждая вторая обкладка соединена с одним из выходных выводов и через диод - с первой.обкладкой другого конденсатора, коммутирующие дроссели снабжены дополнительными обмотками, выполненными с отпайками, и дополнительными диодами, причем дополнительные обмотки синфазных коммутирующих дросселей каждого моста попарно соединены и подключены через дополнительные диоды к точкам соединения фильтровых дросселей с другим мостом, а отпайки дополнительных обмоток - к соответствующим указанным точкам соединения через другие дополнительные диоды.

На фиг. 1 представлена схема последовательного автономного инвертора? на фиг. 2 - то же, с более жестким ограничением выходного напряжения.

Схема, представленная на фиг. 1, содержит тиристоры 1-8 мостов с коммутирующими конденсаторами 9-10, коммутирующие дроссели 11-26, дополни-, тельные диоды 27-42, дроссели 43 и 44 фильтра, конденсаторы 4.5 и 46 фильтра, диоды 47 и 48 ограничения и нагрузку· 49.

Схема работает следующим образом.

При поочередном открывании тиристоров 1 и 3, 5 и 7, 2и4, 6, 8 ток синусоидальной формы протекает по контурам

45- 12-1-9-3-16-49-45

46- 20-5-10-7-24-49-46

45- 13-2-9-4-17-49-45

46- 21-6-10-8-25-49-46

в.четырех тактах соответственно, что вызовет незатухающие колебания в нагрузочном контуре 49.

Если, например, в первом такте при отпирании тиристоров 1 и 3, на-, пряжение на вторичных обмотках 11 и

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

15 в первую часть полупериода выход-< ной частоты превышает напряжение пи,тания, то отпираются диоды 27 и 28

и ток протекает по цепи 27-46-49-2811-15-27. Во вторую часть полупериода отпираются диоды 29 и 30, а ток протекает по цепи 29-46-49-30-15-1129. При этом коммутирующие дроссели 12 и 16 оказываются как бы зашунтированными цепью, состоящей из конденсатора 46 фильтра и нагрузки 49. Это означает, что энергия, запасенная в магнитном поле коммутирующих дросселей 12 и 16 при нарастании тока вентилей моста, т.е. в первую часть полупериода выходной частоты, перестает поступать в контур коммутации с момента шунтирования в результате чего максимальное напряжение на коммутирующем конденсаторе уменьшается, следовательно, уменьшаются напряжения на всех элементах схемы. Аналогично протекают процессы в следующих тактах,при включении тиристоров 5и7, 2 и 4, 6, 8.

Если выходное напряжение по величине начинает превосходить напряжение на конденсаторах фильтра 45 и 46, заряженных до полного питающего напряжения, то отпираются диоды ограничения напряжения 47 и 48 на нагрузке. При этом нагрузочный контур током моста не обтекается, за счет чего происходит ограничение напряжения на уровне, несколько превышающем величину напряжения питания. Однако если нагрузкой инвертора оказывается высокодобротный колебательный контур, например в электротермии компенсированный индуктор без детали, то ограничение напряжения на нагрузке по схеме, приведенной на фиг. 1, может быть недостаточно, поэтому требуются меры по повышению устойчивости работы инвертора.

К наиболее эффективным мерам можно отнести отпирание диодов ограничения при меньшем напряжении на нагрузке, что достигается в схеме на фиг. 2 использованием в качестве фильтровой емкости группы, состоящей из двух последовательно соединенных конденсаторов, причем нагрузку, зашунтированную обратным диодным мостом, подключают к общим точкам конденсаторов фильтра.

Схема с более жестким ограничением выходного напряжения содержит тиристоры 1-8 мостов с коммутирующими конденсаторами 9-10 и дросселями 11-26 и дополнительных диодов 27-42, в цепях постоянного тока мостов дроссели 43 и 44 фильтра, конденсатор 45, 46, 50 и 51 фильтра, диоды 47,

48, 52 и 53 ограничения и нагрузку

49.

Эта схема выполнена на базе схемы, изображенной на фиг. 1, а цепи ,коммутации, нагрузки и сброса излиш·

65

5

756577 '

6

ней электромагнитной энергии в обеих схемах одинаковы, поэтому и процессы, происходящие в них, аналогичны. Однако диоды ограничения 47, 48, 52 и 53 на фиг. 2 отпираются раньше, так 'как положительное анодное напряжение на них появляется уже при достижении напряжением на нагрузке величины напряжения конденсаторов· фильтра, каждый из которых заряжен до половины питающего напряжения, в результате чего выходное напряжение инвертора, реализующего схему, приведенную на фиг. 2, ограничится по величине,несколько превышающей половину питающего напряжения, что по сравнению с вариантом на фиг. 1 меньше в два раза.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Последовательный автономный инвертор, содержащий связанные со входными выводами через дроссели фильтра два тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналях и коммутирующими дросселями, включенными последовательно с тиристорами мостов, фильтровые конденсаторы, первые обкладки каждого из которых подключены соответственно к точкам соединения мостов с фильтро- , выми дросселями, а каждая вторая обкладка соединена с одним из выходных выводов и через диод.- с первой обкладкой другого конденсатора, о тличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости работы в широком диапазоне, коммутирующие дроссели снабжены дополнительными

   .. обмотками, выполненными с отпайками, и дополнительными диодами, причем дополнительные обмотки синфазных коммутирующих дросселей каждого моста попарно соединены и подключены через дополнительные диоды к точкам

   15 соединения фильтровых дросселей с другим мостом,, а отпайки дополнительный обмоток - к соответствующим. указанным точкам соединения через другие дополнительные диоды.

   20