SU830621A1 - Инвертор - Google Patents

Description

(54) ИНВЕРТОР

t

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано дл  преобразовани  энергии досто нного тока в энергию переменного тока повышенной частоты, например дл  питани  индукционных нагревателей.

Известен инвертор, содержащий последовательно соединенные фильтрующий дроссель и мостовую вентильную схему, в каждое плечо которой включен индуктивный элемент, а в диагональ - нагрузка и конденсатор , соединенные параллельно 1.

Однако данный инвертор сложен, поскольку дл  ограничени  коммутационных перенапр жений каждый вентиль необходимо щунтировать защитной RC-цепочкой.

Известен также инвертор, содержащий последовательно соединенные дроссель и мостовую схему, каждое плечо которой образовано парой встречно-параллельно соединенных вентилей и индуктивным элементом , соединенным последовательно, причем диагонали моста защунтированы конденсаторами , в цепь одного из которых включена нагрузка 2.

Однако в данном инверторе дл  защиты от перенапр жений и снижени  скорости

нарастани  пр мого напр жени  на 1вентил х , каждый из них должен быть защищен индивидуальной RC-цепочкой, что приводит к излищнему усложнению, схемы и конструкции устройства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  инвертор, содержащий последовательно соединенные фильтрующий дроссель и мостовую схему, в диагональ переменного тока которой включен последовательный контур, состо щий

из дроссел , конденсатора и нагрузки, а каждое плечо мостовой схемы образовано парой встречно-параллельно соединенных вентилей и индуктивным элементом, соединенными последовательно, причем вентильные пары каждых двух плеч, св занных с

одним полюсом источника питани , имеют общую точку 3.

Однако в данной схеме при выключении обратных вентилей происходит резкий обрыв тока в них, вызывающий скачки пр мого

напр жени  на основных вентил х с высокой амплитудой и крутизной нарастани . Дл  ограничени  этих скачков до безопасной величины приходитс  щунтировать вентильные пары защитными RC-цепочками

значительной мощности, что усложн ет схему и конструкцию инвертора.

Цель изобретени  - повышение надежности схемы.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что инвертор, содержащий св занный со входными выводами через дроссель фильтра тиристорный мост, каждый тиристор которого шунтирован обратным диодом и соединен последовательно с дросселем, причем между точками соединени  дросселей каждых двух смежных противофазных плеч моста включена последовательна  цепочка, состо ща  из коммутирующего дроссел , конденсатора и выходных выводов и образующа  диагональ переменного тока моста, снабжен двум  защитными RC-цепочками, включенными перва  между катодами тиристоров анодной группы моста, а втора  - между анодами тиристоров катодной группы моста.

На фиг. 1 изображена принципиальна  электрическа  схема инвертора; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу.

Инвертор (фиг. 1) содержит дроссель фильтра 1, соединенный последовательно с мостовой вентильной схемой, в диагональ переменного тока включен последовательный контур, состо щий из коммутирующего дроссел  2, конденсатора 3 и нагрузки 4, а плечи мостовой вентильной схемы образованы тиристорами 5 - 8, обратными диодами 9 - 12, соединенными последовательно с дроссел ми 13 и 14, 15 и 16 соответственно. Между катодами тиристоров 5 и 7 включена цепочка из резистора 17 и конденсатора 18, а между анодами тиристоров 6,-8 - из резистора 19 и конденсатора 20.

Работа схемы происходит следующим образом.

Величина индуктивности дроссел  фильтра 1 выбрана на пор док больще индуктивности элементов 13, 2 и 14 (или 15, 2 и 16). Вследствие значительной величины индуктивности дроссел  фильтрз ток в нем практически посто нен. Положительные полуволны тока нагрузки формируютс  при подаче управл ющих импульсов на тиристоры 5 и 6, отрицательные - при подаче импульсов на тиристоры 7 и 8 (фиг. 2 а и б). После подачи очередного импульса управлени  на вентили 7 и 5 (момент t на временных диаграммах) конденсатор 3 начинает колебательно перезар жатьс  по двум контурам: по контуру нагрузка 4 - дроссель 15 - тиристор 7 (наход щийс  в провод щем состо нии) -тиристор - дроссель 13 - дроссель 2 и по контуру нагрузка 4 - дроссель 14 - тиристор 6 (включенный ранее)-тиристор 8, дроссель 12 - дроссель 2. После перехода тока тиристоров 7 и 8 через нуль они выключаютс  и далее ток перезар да конденсатора проходит через диоды 11 и 12 (фиг. 2в и г). После изменени  пол рности напр жени 

на конденсаторе (фиг. 2е) в момент 1з происходит выключение диодов 11 и 12. В течение интервала времени tj-t/j продолжаетс  перезар д конденсатора 3 посто нным током дроссел  1 по цепи тиристор 5 - дроссель 13 - дроссель 2 - конденсатор 3 - нагрузка 4 - дроссель 14 - тиристор 7. В момент t подаютс  отпирающие импульсы, на тиристоре 7 и 8 и начинаетс  обратный колебательный перезар д конденсатора 3 по двум контурам контуру 2-13-5-7-15-4 и контуру 2-16-8-6-14-4. В момент tj тиристоры 5 и 7 выключаютс  и ток перезар да переходит в обратные диоды 9 и 10, создава  на них небольшое напр жение обратной пол рности дл  только что выключившихс  тиристоров 5 и 6 (фиг. 2ж). Таким образом, интервал t5- tg, в течение которого провод т обратные диоды 9 и 10,  вл етс  временем восстановлени , предоставл емым тиристорам 5 и 6. После выключени  обратных диодов в момент tp к ним прикладываетс  напр жение и в токе вентильных пар 5 - 9 и 6- 10 наблюдаетс  пауза вплоть до наступлени  следующего управл ющего и.мпульса, когда процессы в схеме повтор ютс . За период времени ti-tfi в нагрузке формируетс  полный период переменного тока, форма кривой которого приведена на фиг. 2 д. Врем  восстановлени  обратного сопротивлени  полупроводниковых вентилей составл ет от нескольких единиц до нескольких дес тков микросекунд, вследствие чего при работе на повышенных частотах при выключении обратных вентилей в данной схеме ток в них успевает перейти через нулевое значение и резко обрываетс . При этом индуктивные элементы схемы генерируют ЭДС самоиндукции большой величины, вызывающую перенапр жени  на управл емых вентил х, дл  защиты от которых параллельно каждому вентилю обычно устанавливают КС-цепочку. В предлагаемой схеме одна RC-цепочка защищает одновременно две пары вентилей: цепочка 17-18 - вентили 5 н 9, 7 и 11, а цепочка 19 - 20 - вентили 8 и 12, 6 и 10. Принцип работы схемы таков, что в любой момент времени хот  бы одна из каждых двух смежных пар вентилей находитс  в провод щем состо нии (фиг. 2 в, г). Поэтому кажда  из двух RC-цепочек через провод щий вентиль всегда оказываетс  подключенной параллельно непровод щей паре вентилей , к которой прикладываютс  перенапр жени .

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   Инвертор, содержащий св занный со входными выводами через дроссель фильтра тиристорный мост, каждый тиристор которого щунтирован обратным диодом и соединен последовательно с дросселем, причем между

   точками соединени  дросселей каждых двух смежных противофазных плеч моста включена последовательна  цепочка, состо ща  из коммутирующего дроссел , конденсатора и выходных выводов и образующа  диагональ переменного тока моста, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, он снабжен двум  защитными RC-цепочками, включенными, перва , между катодами тиристоров анодной группы моста, а втора  - между анодами тиристоров катодной группы моста.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР № 251687, кл. Н 03 К 17/62, 1969.
2. 2. Васильев А. С. Статические преобразователи частоты дл  индукционного нагрева . М., «Энерги , 1974, с. ПО, рис, 43 5.
3. 3. Справочник по преобразовательной технике. Под ред. И. М. Чиженко. К-, «Техника , 1978, с. 124, рис. 333 д.

   t} ijf tTiT

   fll2.2