SU797027A1 - Последовательный инвертор - Google Patents

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть ис* пользовано для питания индукционных печей, например в вакуумных электро- _ термических установках. *

Известны последовательные инверторы, содержащие пары встречно-параллельно соединенных вентилей, фильтрующие дроссели, коммутирующие конденсаторы, .коммутирующие индуктивности ·θ и нагрузку [1], [2], и [3].

Их общим недостатком является сложность, а также невысокий КПД·.

Известен инвертор, содержащий пары встречно-параллельно соединенных вентилей, фильтрующие дроссели, коммутирующие конденсаторы индуктивности и нагрузку, причем вентильные пары через фильтрующие дроссели подключены к источнику питания, а между об- -q щими точками вентильных пар включена ^: нагрузка [4].

Однако этот инвертор содержит четыре коммутирующих контура и обладает невысоким КПД вследствие резкой 25 Несинусоидальности тока нагрузки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является последовательный инвертор, содержащий пары ‘ встречно-параллельно соединенных вентилей, фильтрующие дроссели, коммутирующие конденсаторы, коммутирующие индуктивности и нагрузку, причем вентильные пары объединены в последовательные цепочки по две пары в каждой, каждая Цепочка через фильтрующие дроссели подключена к полюсам источника питания, а между общими точками вентильных пар включена нагрузка, при этом последовательно с каждой вентильной парой включена коммутирующая индуктивность, а конденсаторы объединены в последовательные цепочки по два в каждой, подключенные к источнику фильтрующие дроссели, и общие точки конденсаторов соединены с выводами нагрузки [5].

Недостатком этого инвертора является его сложность, обусловленная большим 'количеством коммутирующих элементов, а также невысокий КПД, что вызвано большим содержанием высших[гармоник в кривой выходного тока и особенно сказывается при регулировании частоты инвертора.·

Цель изобретения - упрощение и повышение КПД устройства.

Поставленная цель.достигается тем, что в известном последовательном инверторе, содержащем связанные со входными выводами через дроссели фильтра две последовательные цепочки, состоящие, каждая, из двух пар встречно-параллельно соединенных вентилей, причем точка соединения пар вентилей каждой цепочки подключена к соответствующему выводу, а также коммутирующие дроссели и коммутирующие конденсаторы, точки соединения фильтровых дросселей, подключенных к одноименному входному выводу, с последовательными цепочками связаны между собой через соответствующие последовательно соединенные коммутирующий дроссель и коммутирующий конденсатор.

На фиг.1 изображена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы,- поясняющие его работу.

Последовательный инвертор (фиг.1) содержит пары встречно-параллельно соединенных вентилей 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8, дроссели фильтра .9 -12, коммутирующие конденсаторы 13 и 14, коммутирующие дроссели 15 и 16 и нагрузку 17, причем вентильные’пары объединены в последовательные цепочки п*· две пары в каждой '(1 и 2 - 7 и 8 (5 и 6 - 3 и 4) , каждая цепочка через дроссели фильтра 9 и 10, 11 и 12 подключена к полюсам источника питания, а между точками вентильных схем включена нагрузка 17, при этом коммутирующие конденсаторы- .) 3 и 14 объединены с коммутирующими дросселями 15 и 16 в последовательыне колебательные контуры (конденсатор 13 - дроссель 15 и конденсатор 14 - дроссель 16), каждый из которых включен между выводами двух фильтрующих дросселей, другими выводами соединенных с одним из полюсов источника питания (первый контур включен между дросселями 9 и 11, второй - между 10 и 12). .

.Схема работает следующим образом.

Вследствие значительной величины индуктивности фильтрующих дросселей ток в них практически постоянен. Положительные- полуволны тока нагрузки формируются при включении вентилей 1 и 3, отрицательные - при включении вентилей 5 и 7. Обратные вентили 2, 4, 6 и 8 отпираются при возникновении на них·· прямого - напряжения. При подаче очередного импульса управления на вентили 1 и 3 постоянный ток фильтрующих дросселей проходит через вентили 5 и 7, открытые ранее (начальный момент на временных диаграммах фиг. 2) конденсаторы 13 и 14 , заряженные до максимального напряжения полярности, показанной на фиг.1, начинают колебательно перезаряжаться по контуру 13-15-1-17-5-13 и по контуру 14-16-7-17-3-14.

. .На фигё2а [показан график тока в вентильных парах 1-2 и 3-4; на фиг.26 график тока в вентильных парах 5-6 и 7-8; на.фиг,2в - форма тока нагрузки и на фиг.2г - форма напряжения на конденсаторах.

В момент t,| ток в вентильных парах

5-6 и 7-8 переходит через нуль, вентили 5 и 7 гаснут, включаются вентили § и 8, которые проводят ток·перезаряда конденсаторов вплоть до момента· t_s, после чего выключаются, в момент напряжение на конденсаторах меняет знак, а к моменту достигается некоторого занчения обратной полярности. В интервале времени Ц—Ц -вентильные пары 5-6 и 7-8 выключены (прямые вентили 5 и 7 восстановили свою управляемость в течение интервала t^—tj и к ним приложено прямое напряжение, равное алгебраической сумме напряжений соответствующего колебательногоконтура и нагрузки), постоянный ток дросселей 9 и 12 проходит по цепи 9-1-17-3-12, а постоянный ток дросселей 11 и 10 через контур 11-13-151-17-3-14-16-10 заряжает конденсаторы до максимального напряжения обратной полярности, в момент включаются вентили 5 и 7, вследствии чего на-, чинается обратный перезаряд конденсаторов по контурам 13-15-17-1-15-13 и 14-3-17-7-16-14, при этом в момент t₅вентили 1 и 3 выключаются и включаются вентили 2 и 3, во время работы которых вентили 1 и 3 восстанавливаются. В течение интервала времени tg-t₇ вентильные пары 5-6 и 7-8 выключены, а через включенные вентили 5 и 7 и нагрузку протекает постоянный ток дросселей 11 и 10, а постоянный ток дросселей 9_и 12 по контуру 9-15-135-17-7-16-14-12 заряжает конденсаторы снова до максимального напряжения полярности, показанной на схеме фиг.1. Таким образом в нагрузке формируется полный период выходного тока. Далее процессы в схеме повторяются.

Выходное напряжение’· инвертора симметрично относительно источника питания,поэтому средняя точка нагрузки может быть заземлена, что позволяет использовать инвертор для питания вакуумных индкукционных печей. Сам инвертор может питаться как от выпрямителя, так и непосредственно от переменного напряжения промышленной частоты·, в последнем случае в различные полупериоды питающего напряжения 'прямые и обратные вентили меняются функциями. Вводя некоторую задержку ^включения обратных вентилей относительно¹ момента перехода тока вентильной пары через нуль (моменты и 6^· на фиг.2а,б),можно ускорить восстановление управляемости прямых вентилей

Claims (5)

1.Авторское свидетельство СССР 312350, кл. Н 02 М 5/42, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР 355716, кл. Н 02 М 5/42, 1969.

3.Авторское сврщетельство СССР 425283, кл. Н 02 М 5/42, 1971.

4.Авторское свидетельство СССР 439888, кл. Н 02 М 7/515, 1970.

5.Авторское свидетельство СССР 31135.1, кл. Н 02 М 5/42, 1969.

+ 0

О О

I,1 /7 t1

«

- о rWA±JLi: fS

fuz.i