SU862339A1 - Резонансный последовательно-параллельный инвертор - Google Patents

Description

(54) РЕЗОНАНСНЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ

ИНВЕРТОР

Изобретение относитс  к области преобразовательной техники и может быть применено при разработке источников питани  дл  электротермических установок. Известна схема последовательно-параллельного инвертора тока 1, котора  работает в режиме непрерывного входного тока. Однако последовательно-параллельный инвертор имеет р д недостатков, таких как: высока  скорост нарастани  анодного тока в момент включени  вентилей, существенна  зависимость параметров загрузки вентилей от коэффициента нагрузки, что приводит к ограничению диапазона изменени  эквивалентного сопротивлени  нагрузки как в сторону ум-еньшени , так и увеличени . Первый недостаток устран етс  при переводе инвертора в колебательный режим с прерывистым входным током путем уменьшени  входного дроссел . Однако при этом возрастает уровень переменной составл ющей во входном токе, поэтому на входе необходимо устанавливать заградительный LC-фильтр. Второй недостаток характерен и дл  последовательно-параллельного инвертора , работающего в колебательном режиме. Наиболее близким техническим рещением  вл етс  инвертор, содержащий подключенный ко входным выводам через фильтровые дроссели две последовательные цепочки, состо щие кажда  из фильтрового конденсатора и коммутирующего дроссел , и вентильный мост, в диагональ переменного тока которого включено два коммутирующих конденсатора , соединенных через дополнительный коммутирующий дроссель, включенный в диагональ переменного тока моста встречных вентилей, соединенного анодной группой с общей точкой конденсатора и дроссел  первой последовательной цепочки, конденсатор которой подключен к анодной группе вентильного моста 2. В этой схеме нагрузка вынесена из моста инвертора и включена последовательно с фильтровым конденсатором, что позвол ет удвоить выходную частоту по отношению к частоте работы пр мых вентилей. При этом высокочастотна  составл юща  тока моста инвертора замыкаетс  через нагрузку и фильтровой конденсатор, а сброс избыточной реактивной энергии, накопленной в коммутирующих дроссел х, осуществл етс  на

дополнительный конденсатор, энерги  которого не используетс  дл  формировани  импульса тока через вентильный мост, что ведет к недостаточно эффективному использованию фильтровых конденсаторов. Кроме того, при резко переменном характере нагрузки схема  вл етс  недостаточно надежной .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности за счет обеспечени  устойчивой коммутации вентилей и повышение эффективности использовани  оборудовани .

Дл  достижени  поставленной цели в инверторе 2 анодна  группа вентильного моста подключена к дросселю второй цепочки , а его катодна  группа - к дросселю первой и конденсатору второй цепочек, причем точка соединени  конденсатора с дросселем второй цепочки соединена с катодной группой моста встречных вентилей, а дополнительный коммутирующий дроссель выполнен в виде двух обмоток, соединенных последовательно с выходными выводами.

Кроме того, с целью расширени  функциональных возможностей при использовании выходного трансформатора он снабжен дополнительным конденсатором и обратным вентильным мостом, а фильтровые дроссели выполнены с отпайками, подключенными к обкладкам дополнительного конденсатора и к выводам посто нного тока обратного вентильного моста, в диагональ переменного тока которого включена первична  обмотка выходного трансформатора, выполненна  с отпайками, подключенными к выходным выводам .

На фиг. 1 и 2 представлен предлагаемый инвертор.

Инвертор содержит вентильный мост, собранный на тиристорах 1-4, подключенный через фильтровые дроссели 5, 6 к входным зажимам. Параллельно вентильному мосту включены последовательные цепочки, состо щие из фильтровых конденсаторов 7, 8 и коммутирующих дросселей 9, 10. Выводы переменного тока вентильного моста подключены к выходным выводам через цепочки, состо щие из коммутирующих конденсаторов 11, 12 и дополнительного коммутирующего дроссел , состо щего из двух обмоток 13, 14. К общим выводам коммутирующих конденсаторов и обмоток коммутирующего дроссел  подключена диагональ переменного тока моста встречных вентилей на диодах 15-18. К выходным выводам может быть подключен нагрузочный контур, состо щий из индуктора 19 и компенсирующего конденсатора 20, либо непосредственно, либо через выходной трансформатор 21, к отпайкам которого подключена диагональ переменного тока обратного вентильного моста на диодах 22-25. Зажимы посто нного тока моста обратных вентилей подключены к обкладкам дополнительного конденсатора 26.

Схема инвертора работает следуюшим образом.

При отпирании вентилей 1, 2 импульс тока , близкий к синусоидальному, протекает по

контурам: 7-9-1 -11 -1зС 14-12-2-7

и 8-1 - 11 - 13.5.14-12-2-10-8. Ток фильтровых конденсаторов суммируетс  в диагонали моста инвертора, следовательно. ив нагрузке. Выбор индуктивности дросселей

Ц,,,-0,251,,,о исключает протекание тока по контурам:

/Ч

13-15-9-8-16-14 13 и 13-15-7-

.19.

-10-16-14 13 при включении вентилей

20/

1,2. Во второй половине импульса тока, когда напр жение на коммутирующих дросселчх 9, 10, 13, 14 принимает пол рность, указангную на фиг. 1 и 2, и сумма этих напр жений превосходит напр жение на фильтровых конденсаторах 7, 8, открываютс  встречные вентили 15, 16 и протекает ток сброса избыточной реактивной энергии, накопленной в коммутирующих дроссел х по

контурам: 14-17-9-8-18-13 14 и 14-

.ч

-17-7-10-18-13 14. С этого момента гсГ

прекращаетс  перезар д конденсаторов 11, 12, а ток сброса протекает по нагрузке в том же направлении, что и ток моста инвертора .

Во втором такте открываютс  вентили 3, 4 и ток протекает вначале по контурам:

-9

8-3-12-14 13-11-4-10-8 и 7-9-

-3-12-14 13-11-4-7, а затем по

турам: 13-15-9-8-16-14- 13 и 13-

.

15-7-10-16-l-f 3. йк

Claims (2)

1. За два такта работы инвертора формируетс  полный период выходного тока. Напр жение на коммутирующих конденсаторах, даже при коротком замыкании нагрузки ограничиваетс  на уровне, равном питающему напр жению. Дл  ограничени  выходного напр жени  при возрастании эквивалентного сопротивлени  нагрузки в инверторе осуществл етс  рекупераци  в источник питани  избыточной энергии, накопленной в нагрузочном контуре посредством вентилей обратного моста. В случае применени  выходного трансформатора путем регулировани  отпайки первичной обмотки возможно ограничение выходного напр жени  на любом заданном уровне. При этом ток рекуперации протекает по следующим контурам (см. фиг. 2): 21-23-26-22-21 и 21-24-26-25-21. Таким образом, инвертор может работать в широком диапазоне изменени  эквивалентного сопротивлени  нагрузки (от О до. Нар ду с этим стабилизируютс  параметры загрузки оборудовани , что позвол ет существенно повысить эффективность его использовани  при работе инвертора на резко переменную нагрузку. Формула изобретени  1. Резонансный последовательно-параллельный инвертор, содержащий подключенные ко входным выводам через фильтровые дроссели две последовательные цепочки, состо щие кажда  из фильтрового конденсатора и коммутирующего дроссел , и вентильный мост, в диагональ переменного тока которого включено два комм-утирующих конденсатора, соединенных через дополнительный коммутирующий дроссель, включенный в диагональ переменного тока моста встречных вентилей, соединенного анодной группой с общей точкой конденсатора и дроссел  первой последовательной цепочки, конденсатор которой подключен к анодной группе вентильного моста, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  надежности за счет обеспечени  устойчивости коммутации вентилей и повыщени  эффективности использовани  оборудовани , анодна  группа вентильного моста подключена к дросселю зторой цепочки, а его катодна  группа - к дросселю первой и конденсатору второй цепочек, причем точка соединени  конденсатора с дросселем второй цепочки соединена с катодной группой моста встречных вентилей , а дополнительный коммутирующий дроссель выполнен в виде двух обмоток, соединенных последовательно с выходными выводами . 2. Инвертор, отличающийс  тем, что, с целью расщирени  функциональных возможностей при использовании выходного трансформатора, он снабжен дополнительным конденсатором и обратным вентильным мостом, а фильтровые дроссели выполнены с отпайками, подключенными к обкладкам дополнительного конденсатора и к выводам посто нного тока обратного вентильного моста, в диагональ переменного тока которого включена первична  обмотка выходного трансформатора, выполненна  с отпайками, подключенными к выходным выводам. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Беркович Е. И. и др. Тиристорные преобразователи высокой частоты. М., «Энерги , 1973, рис. 3-5.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2730527/07, кл. Н 02 М 7/515, 21.02.79. е. 1

   .2