SU758440A1 - Последовательный инвертор - Google Patents

Description

(54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР

1

Изобретение относитс  к преобразовательной технике с применением полупроводниковых вентилей, а именно к тиристорным инверторам, предназначено дл  необратимого преобразовани  энер-5 гни посто нного тока на входе в энергию переменного тока высокой частоты на выходе и может найти применений дл  питани  током высокой частоты, например индукционной нагревательной ус-Ю тановки дл  стали, магнитострикционных преобразователей и других видов нагрузок, у которых сопротивление измен етс  в широких пределах.

Известно большое разнообразие схем15 последовательных инверторов, предназначенных питать посто нную или сравнительно малопеременную нагрузку l.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  инвертор, содержащий св - 20 занные со входными выводами через дроссели фильтра тиристорные мосты и две последовательные цепочки, состо щие , кажда , из двух дросселей и двух конденсаторов, причем точка 25 соединени  мостов соединена с первым выходным выводом, обща  точка дросселей первой цепочки и обща  точка конденсаторов второй цепочки соединены между собой и со вторьмвыход- 30

ным выводом, а точки соединени  дросселей с конденсаторслчи первой цепочки подключены через диоды к соответствующим точкам соединени  конденсаторов с дроссел ми второй цепочки 2.

Недостатком инвертора  вл етс  недостаточна  надежность вследствие наличи  перенапр жени  на элементах схемы.

Цель изобретени  - повышение надежности .

Claims (2)

1. Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что инвертор, содержащий св занные со входными выводами через дроссели фильтра силовые тиристоры и две последовательные цепочки, состо щие , кажда , из двух дросселей и двух конденсаторов, а также коммутирующий конденсатор, причем силовые тиристоры св заны с первым выходным выводом, обща  точка дросселей первой цепочки соединена со вторым выходным выводом , а точки соединени  дросселей с конденсаторами первой цепочки соединены через диоды с соответствующими точками соединени  дросселей с конденсаторами второй цепочки, снабжен чeтыpь .  дополнительными диодами и двум  коммутирующими дроссел ми , включенными последовательно с каждь1м силовым тиристорам и св занными с первым выходным выводом через коммутирующий конденсатор, а каждый дроссель первой цепочки выполнен с отпайкой, св занной через один из дополнительных диодов с соответствующей общей точкой последовательных цепочек и дроссел  фильтра , причем точки соединени  дросселей с конденсаторами второй цепочки св заны через другие дополнительные диоды с одним из выходных выводов . Кроме того, обща  точка конденсаторов второй цепочки соединена с первым выходным выводом, а указанные другие дополнительные диоды подключены ко второму выходному выводу Инвертор может быть снабжен двум  вспомогательными диодами, а каждый дроссель второй цепочки выполнен с отпайками, подключенными через указанные вспомогательные диоды ко вто рому выходному выводу, соединенному с общей точкой .конденсаторов второй цепочки, причем указанные другие до полнительные диоды подключены к пер вому выходному выводу. На фиг. 1-4 представлена принципиальна  предлагаемого инвертора , возможные варианты. Тиристоры i и 2 и коммутируюи ие дроссели 3 и 4 образуют последовательную цепь, подключенную к входным выводам + и - через фильтро вые дроссели 5 и б (фиг.1). Коммутирующий конденсатор 7 одним выводо присоединен к общей точке дросселей 3 и 4, а другим - к первому выходному выводу инвертора - нагрузке 8 Нагрузка 8 в общем случае представл ет собой нагрузочный колебательный -контур. В двух последовательных цепочках, состо щих, перва  из конденсаторов 9, 10, и дросселей 11, 1 и втора  - из конденсаторов 13, 14 и дроссселей 15, 16, дроссели 11, выполнены с отпайками, соединенными через дополнительные диоды 17, Г8 с соответствующими точками соединени  .последовательных цепочек с дрос сел ми фильтра. Точка соединени  эл ментов 9 и 12 через диод 19 соедин на с элементами 16 и 13. Точка соединени  элементов 10 и 11 через дио . 20 соединена с элементами 14 и 15. Точки соединени  элементов 16,13,и ментов 14,15 соединены через другие дополнительные диоды 21, 22 со вторым выходным выводом. В установившемс  режиме инверто работает следующим образом. Тиристоры 1 и 2 отпираютс  поочередно . П-ри отпирании тиристора 1 в контур инвертора протекает имрул высокочастотного тока по цепи 9-1-7-8-12-9 . В нагрузке 8 этот импул тока протекает справа налево. При ирании очередного тиристора 2 имульс высокочастотного тока протекает другом контуре по цепи 10-11-8-7-4 2-10. В нагрузке 8 этот импульс тоа протекает слева направо, т.е. в ругую сторону. При очередном отпиании тиристора 1 процесс в инвероре повтор етс  аналогично вышеописанному , при этом ток в нагрузке скова мен ет свое направление. Таким образом при поочередном отпирании тиристоров 1 и 2 через нагрузку 8 протекает переменный высокочастотный ток. При номинальной нагрузке и правильном подборе параметров схемы через диоды 17,18,19,20 ток не протекает . При снижении сопротивлени  нагрузки напр жение на дроссел х 11 и 12 .возрастает , упом нутые диоды отпираютс  и напр жение на этих дроссел х ограничиваетс  на уровне напр жени  фильтровых конденсаторов 9,10,13,14, исключа  -г&л самым перенапр жени  на всех элементах инвертора . При этом возникают контуры тока по следующим цеп м: 12-17-9-12, 12-19-13-8-12, 11-10-18-11, 11-8-1420-11 . Эти токи возвращают избыточную реактивную энергию из коммутирующих дросселей 11 и 12 в фильтровые конденсаторы 9, 10, 13,14, св занные через дроссели фильтра с источником питани . С помощью диодов 21 и 22 выходное напр жение на нагрузке 8 ограничиваетс  по амплитуде на уровне напр жени  на дополнительных фильтровых конденсаторах 13 и 14, что исключает снижение времени дл  восстановлени  управл еглости тиристоров 1 и 2, при увеличении сопротивлени  нагрузки вплоть до величин, близких к бесконечности (что соответствует, например, пустому индуктору нагревательной установки). При этом ток диодов 21 и 22 замыкаетс  по цеп м 8-21-13-8 , 8-14-22-8. В схеме инвертора (фиг.2) дроссели 15, 16 второй последовательной цепочки выполнены с отпайками, подключенными через .вспомогательных диода 23, 24 ко второму выходному выводу , а другие дополнительные диоды 21, 22 подключены к первому выходному выводу. При отпирании тиристора 1 импульс тока протекает по цепи 9 и 16-1-3-7-8-13 и 12-9 и 16. При отпираний тиристора 2 ток протекает по цепи 11 и 14-8-7-4-2-10 и 15-11 и 14. При возрастании напр жений в схеме из-за снижени  сопротивлени  нагрузки 8, напр жени  на коммутирующих дроссел х 11, 12, 15, 16 с помощью диодов 17, 19 23, 18, 20, 24 ограничиваютс  на уровне напр жений на фильтровых конденсаторах 9, 10, 13, 14, что исключает опасные перенапр жени  в схеме инвертора при снижении сопротивлени  нагрузки до нул  При значительном увеличении сопротив лени  нагрузки 8 выходное напр жение на ней с помощью диодов 21 и 22 огра ничиваетс  на уровне напр жени  на фильтровых конденсаторах 13 и 14, чт исключает снижение времени дл  восстановлени  управл емости тиристоров инвертора и сохран ет его работоспособность . Таким образом, при наличии в пос ледовательном инверторе предлагаемых цепей дл  рекуперации избыточной ре активной энергии из контура коммутации (с коммутирующих дросселей) в источник питани  (в фильтровые конденсаторы ) и цепей дл  ограничени  выходного напр жени , от инвертора, можно питать резкопеременную нагрузку , сопротивление которой может измен тьс  от нул  до величин, близких к бесконечности, что соответствует, например, пустому индуктору нагревательной установки. Если в описанных схемах последова тельных инверторов применить выходной трансформатор 25, в котором первична  обмотка имеет промежуточный средний вывод, то описанный выше инвертор , без изменени  сущности изобретени , имеет на выходе удвоенную частоту, т.е. переходит в разр д инверторов с удвоением выходной частоты (фиг.З, 4). Дл  дальнейшего увеличени  выходной частоты количество инвертирующих  чеек, содержащих тиристоры, может быть увеличено. Формула изобретени  1. Последовательный инвертор, содержащий св занные со входными выводами через дроссели фильтра силовы тиристоры и две последовательные цепочки , состо щие, кажда , из двух дросселей и двух конденсаторов, а также коммутирующий конденсатор, при чал силовые тиристоры св заны с первым выходным выводом, обща  точка дросселей первой цепочки соединена со вторым выходным выводом, а точки соединени  дросселей с конденсаторами первой цепочки соединены через диоды с соответствующими точками соединени  дросселей с конденсаторами второй цепочки, отличающийс   тем, что,- с целью повьаиени  надежности , он снабжен четырьм  дополнительными диодами и двум  коммутируквдими дроссел ми, включенными последовательно с ксшдьм силовш тиристором и св занными с первым выходным выводом через, коммутирующий конденсатор , а каждый дроссель первой цепочки выполнен с отпайкой, св занной через один из дополнительных диодов с соответствующей общей точкой последовательных цепочек у дроссел  фильтра, причем точки соединени  дросселей с конденсаторами второй цепочки св заны через другие дополнительные диоды с одним из выходных выводов . 2,Инвертор по п. 1, отличающийс  тем, что обща  точка конденсаторов второй цепочки соединена с первым вызсодным выводом, а ука. занные Другие дополнительные диоды подключены ко второму выходному выводу . 3.Инвертор по П.1, отличающийс  тем, что он снабжен двум  вспомогательными диодами, а каждый дроссель второй цепочки выполнен с отпайками, подключенными через указанные вспомогательные диоды ко второму выходному выводу, соединенному с общей точкой конденсаторюв второй цепочки, npH4avi указанные другие дополнительные диоды подключены к первому выходному выводу. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Беркович Е. И. и др. Тиристорные преобразователи высокой частоты . М., Энерги , 1973, с. 46, ис. 3-16.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 525213, кл. Н 02 М 7/515, 1974.

   Риг.1

   иг.2