SU955450A1 - Последовательный инвертор - Google Patents

Description

(54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР

1

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть применено при разработке источников питани  дл  электротермических установок.

Известен автономный последовательный инвертор, содержащий подключенный через дроссели фильтра к входным зажимам вентильный мост с коммутирующими конденсатором и дроссел ми; подключенную параллельно мосту последовательную цепь из нагрузки и двух фильтровых конденсаторов, а также двух диодов, каждый из которых подключен между общей точкой нагрузки и фильтрового конденсатора и между зажимом другого фильтрового конденсатора, причем в вентильном мосту параллельно тиристорам подключены встречно-параллельные вентили. Выходное напр жение по амплитуде ограничено на уровне 0,5 от напр жени  источника питани , что существенно измен ет возможный диапазон изменени  сопротивлени  нагрузки (от короткого замыкани  до пустого состо ни  индуктора) }.

Однако-такой инвертор имеет недостатки, такие как: ухудшенные услови  дл  восстановлени  управл емости тиристоров и заниженные значени  выходного напр жени . Первый недостаток устран етс  при выполнении инвертора без встречно-параллельных вентилей, но при этом резко ухудщаютс  выходные характеристики инвертора. Второй недостаток характерен дл  данной схемы ограничени  выходного напр жени .

Известен последовательный инвертор с обратной св зью по напр жению. В нем последовательно с вентильными мостами вклю ,Q чены двухобмоточные коммутирующие дроссели , вторичные обмотки которых через встречные вентили и нагрузку св заны с источником питани , что ограничивает возможные перенапр жени  на элементах инвертора при уменьщении сопротивлени  нагрузки.

15 Улучшены услови  дл  управл емости тиристоров , так как нет встречно-параллельных вентилей 2.

Недостаток инвертора в том, ч-io отсутствует ограничение выходного напр жени 

2Q при увеличении сопротивлени  нагрузки сверх номинальной величины, что снова приводит к срыву инвертировани  из-за уменьшени  времени дл  восстановлени  управл емости тКристоров.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  последовательиый инвертор, содержащий подключениые к входным зажимам через фильтровые дроссели фильтровый конденсатор и тиристорный мост, в диагональ переменного тока которого включены два коммутирующих конденсатора, соединенных последовательно через выходные зажимы, св занные промежуточными выводами нагрузкн , защунтированной компенсирующим конденсатором, содержащий также обратный вентильный мост, коммутирующие дроссели и встречные вентили 3.

Claims (3)

1. В этой схеме инвертора требуетс  два основных фильтровых конденсатора, каждый из которых включен последовательно с коммутирующим дросселем, и один дополнительный фильтровый конденсатор, включенный между промежуточными выводами двух фильтровых дросселей, соединенных с соответствующими входными зажимами. 1В таком инверторе требуютс  увеличенные емкости фильтровых конденсаторов, так как в режиме высоких выходных напр жений во врем  протекани  импульсов тока разр жаютс  только основные фильтровые конденсаторы , а по цеп м ограничени  выходного напр жени  через обратный вентильный мост зар жаетс  дополнительный фильтровый конденсатор. Чтобы работа тора была устойчивой, нельз  кать значительного увеличени  Тнапр жени  на дополнительном фильтровом конденсаторе при одновременном значительном разр де основных фильтровых кбнденсаторов , иначе расщирение функциональных возможностей инвертора и повыщение его надежности за счет обеспечени  устойчивоети коммутации вентилей будут недостаточными , и предельно возможна  выходна  мощность инвертора будет ограннчена. Энерги  дополнительного фильтрового конденсатора не используетс  дл  формировани  импульса тока через вентильный мост, что ведет к недостаточно эффективному использованию фильтровых конденсаторов. Чтобы устранить указанные недостатки целесообразно использовать один фильтровой конденсатор, энерги  которого использовалась бы дл  формировани  импульса тока через тиристориый мост, и возвращаема  с нагрузки избыточна  энерги  накапливалась бы в нем же. Это позволило бы еще больще расщирнть функциональные возможности инвертора , т.е. расширить диапазон изменени  нагрузки. Цель изобретени  - повыщение эффективности использовани  установленного оборудовани  и расширение диапазона изменени  нагрузки. Дл  достижени  поставленной цели в инверторе , содержащем подключенные к входным зажимам через фильтровые дроссели фильтровый конденсатор и тиристорный мост в диагональ переменного тока которого включены два коммутирующих конденсатора, соединенных последовательно через выходные зажимы, подключенные к промежуточным выводам нагрузки, зашунтнрованной компенсирующим конденсатором, обратный вентильный мост, выводы посто нного тока которого подключены к фильтровому конденсатору , а выводы переменного тока - к нагрузке , соединенной указаннымн промежуточными выводами с выводами переменного тока моста встречных вентилей, а также коммутирующие дроссели, коммутирующие дроссели выполнены двухобмоточнымй, а активно-индуктивна  нагрузка выполнена с двум  дополнительными крайними промежуточными выводами, соединенными с выводами переменного тока обратного вентильного моста, а первичные обмотки дросселей каждый двух последовательно соединенных плеч тиристорного моста соединены с обкладками конденсатора фильтра и включены последовательно со встречными вентил ми, подключенными через коммутирующий конденсатор к двум другим последовательно соединенным плечам тиристорного моста. На чертеже приведена схема устройства. Тиристоры 1-4 образуют тиристорный мост инвертора, коммутирующие конденсаторы 5 и 6, и между ннми присоединенна  через средние промежуточные выводы активно-индуктивна  нагрузка 7 (например индуктор ) и присоединенный параллельно нагрузке компенсирующий конденсатор 8 включены в диагональ переменного тока тиристорного моста. Обратный мост из вентилей 9- 12 диагональю переменного тока подключен к крайним промежуточным выводам нагрузки, Оба моста диагональю посто нного тока подключены к фильтровому конденсатору 13 {, церез фильтровые дроссели 14 и 15 к положительному и отрицательному входным зажимам . Последовательно с тиристорами .включены первичные обмотки 16-19 коммутирующих дросселей. Их вторичные обмотки 20-23 одним выводом соединены с соответствующими положительнымн или отрицательными обкладками фильтрового конденсатора , а вторыми выводами через встречные вентили 24-27 с тем выходным зажимом, который через конденсатор 5 или 6 соединен с общей точкой тиристоров 1, 2 или 3, 4 противоположных плеч моста. Инвертор работает следующим образом. Предварительно зар жаетс  конденсатор 13. Тиристоры 1, 4 и 3, 2 отпираютс  попарно поочередно. При номинальном режиме импульсы высокочастотного тока протекают по цеп м конденсатор 13 - обмотка 16 - тиристор 1 - конденсатор 5 - нагрузка 7 и конденсатор 8 - конденсатор 6 - тиристор 4 - обмотка 19 - конденсатор 13 или конденсатор 13 - обмотка 18-тиристор 3 - конденсатор 6 - нагрузка 7 н конденсатор 8 - конденсатор 5 - тиристор 2 - обмотка 17 - конденсатор 13, в зависимости от того, какие тиристоры открыты. Через нагрузочный контур 7 и 8 протекает переменный высокочастотный ток. При снижении сопротивлени  нагрузки ниже номииального значени  увеличиваютс  напр жени  на конденсаторах 5 и 6 и дроссел х 16-19. Если суммарное напр жение на центральных выводах нагрузки 7 и на вторичных обмотках 20, 23 или 22, 21 при этом окажетс  выше напр жени  на фильтровом конденсаторе 13, открываютс  соответствующие встречные вентили 24, 27 или 25, 26 и ток возврата избыточной реактивной энергии из контура коммутации потечет обратно в источник питани  (в конденсатор 13) по цеп м обмотка 20 - конденсатор 13 - обмотка 23 - вентиль 27 - нагрузка 7 и конденсатор 8 - вентиль 24 - обмотка 20 или обмотка 22 - конденсатор 13 - обмотка 21вентиль 25 - нагрузка 7 и конденсатор 8 - вентиль 26 - обмотка 22. В нагрузке 7 и конденсаторе 8 ток по напр жению совпадает с током тиристорного моста, выдел   в ней дополнительную полезную мощность, что одновременно повышает КПД инвертора , а врем  дл  восстановлени  управл емости тиристоров сохран етс . При увеличении сопротивлени  нагрузки увеличиваетс  выходное напр жение (и напр жение на промежуточных выводах нагрузки). Если при этом напр жение на крайних промежуточных выводах нагрузки окажетс  равным напр жению на конденсаторе 13, открываютс  вентили 9, 12 или 10, 11 обратного моста, и дальнейший рост выходного напр жени  прекращаетс , что исключает возможное снижение времени, представл емого в схеме дл  восстановлени  управл емости тиристоров. Без обратного вентильного моста при увеличении сопротивлени  нагрузки врем  дл  восстановлени  управл емости тиристоров могло бы снизитьс  до нул , и инвертор перестал бы работать - произошел бы срыв инвертировани . Формула изобретени  Последовательный инвертор, содержащий подключенные к входным зажимам через фильтровые дроссели фильтровый конденсатор и тиристорный мост, в диагональ переменного тока которого включены два коммутирующих конденсатора, соединенных последовательно через выходные зажимы, подключенные к промежуточным выводам нагрузки, зашунтированной компенсирующим конденсатором, обратный вентильный мост, выводы посто нного тока которого подключены к фильтровому конденсатору, а выводы переменного тока - к нагрузке, соединенной указанными промежуточными выводами с выводами переменного тока моста встречных вентилей, а также коммутирующие дроссели, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности использовани  установленного оборудовани  и расширени  диапазона изменени  нагрузки, коммутирующие дроссели выполнены двухобмоточными , а активно-индуктивна  нагрузка выполнена с двум  дополнительными крайними промежуточными выводами, соединенными с выводами переменного тока обратного вентильного моста, а первичные обмотки дросселей включены последовательно с тиристорами моста, причем вторичные обмотки дросселей каждых двух последовательно соединенных плеч тиристорного моста соединены с обкладками конденсатора фильтра и включены последовательно с встречными вентил ми , подключенными через коммутирующий конденсатор к двум другим последовательно соединенным плечам тиристорного моста. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 535695, кл. Н 02 М 7/515, 1973.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 613466, кл. Н 02 М 7/72, 1972.
3. 3.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2856484/07, кл. Н 02 М 7/515, 1979.