(54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР С УЗЛОМ ОГРАНИЧЕНИЯ КОММУТАЦИОННЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ(54) AUTONOMOUS INVERTER WITH NODES LIMITATION OF SWITCHING OVERVOLTAGE
, 1 . Изобретение относитс к автономным инверторам с узлами ограничени и распределени коммутационных перенапр жений и может быть использовано, в частности, при построении мощных резонансных инверто ров. Известны инверторы с узлами огра ничени коммутационных перенапр жен содержащие подключенные параллельно , каждому вентилю демпфирукхцие ЯСгцепочки Cl и 2) . Однако в таких инверторах полностью не решаетс проблема равномерного распределени коммутационны перенапр жений по последовательно соединенным венти,л м, прикладываю- щихс к ним сразу после периода горени , так как из-за разброса време ни выключени вентилей.часть демпфи рующих цепочек шунтируетс вентил ми , продолжающими гореть, а демпфирующей цепочке, подключенной к тиристору с наименьшим временем выклю чени , в течение определенного промежутка времени будет приложено полное напр жение. Длительность этого промежутка определ етс разницей времени выключени вентилей. Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению вл етс инвертор с узлом ограничени перенапр жений, содержащий трансформаторы , обмотки которых св заны с ограничительными RC-цепочками вентилей каждого из плеч моста инвертора 3. Однако в таком инверторе пробой одного из вентилей вызывает короткое замыкание соответствующей обмотки многообмоточного трансформатора и увеличение тока в ней. Необходимость учета этого при проектировании трансформатора приводит к значительному увеличению его габаритов и ухудшению условий ограничени . Цель изобретени - улучшение ограничени и равномерного распределени коммутационных перенапр жений в мостовых резонансных инверт рах, что позвол ет снизить установленную мощность вентилей инвертора. Поставленна цель достигаетс тем, что в автономном инверторе с узлом ограничени коммутационных перенапр жений, содержащем мост из вентильных плеч, каждое из которых содержит последовательно соединенны тиристоры, зашунтированные последовательной ограничительной цепочкой, состо щей из диода, конденсатора и резистора, и многообмоточные выравнивающие трансформаторы, первичные обмотки выравнивающих трансформаторов подключены встречно-паралЧ лельно к диагонали переменного тока моста, а вторичные - через конденса торы параллельно к конденсатору и резистору ограничительных цепочек вентилей соответствующих синфазных плеч моста. На чертеже приведена схема инвер тора. Инвертор состоит из силовых тири торов 1-8, образующих инверторный мост, параллельно которым подключен обратные диоды 9-16. В диагональ инверторного моста включена цепочка, состо ща из последовательно соединенных коммутирующего конденсатора 17 и коммутирующего дроссел 18. Параллельно силовым тиристорам 1-8 подключены выравнивающие резисторы 19-26 и цепочки, состо щие соответственно из диодов 27-3, конденсато ров и резисторов 4з-50. Разде лительные конденсаторы подклю чены одним концом к катодам диодов , а вторым - к началам вторичных обмоток трансформаторов 59, 60, концы которых соединены с катодами соответствующих силовых тиристоров 1-8. Первичные обмотки многообмоточных трансформаторов 59, 60 подключены встречно-параллельно коммутирующей цепочке. Инвертор работает следующим образом . В квазиустановившемс режиме работы форма кривой напр жени на коммутирующей диагонали инверторного моста близка к пр моугольной. При горении очередных синфазных гру вентилей к демпфирующим цепочкам этих вентилей приложено отрицательное напр жение, снимаемое со вторичных обмоток многобмоточных транс 4 форматоров соответственно 53, 60. Например, под действием этого напр жени конденсаторы демпфирующей цепочки 35 и разделительный конденсатор 51, которые зар жены до этого момента с пол рностью, указанной на фйг.1 без скобок, перезар жаютс по соответствующей цепи: вторична обмотка трансформатора 59, резистор , конденсатор 35 и разделительный конденсатор 51. К концу перезар да разделительный конденсатор 51 зар жаетс с пол рностью, указанной на фиг. 1 в скобках, а конденсатор 35 демпфирующей цепочки разр жаетс до нул , так как он оказываетс зашунтированным резистором 3 и диодом 27. В момент обрыва тока встречнопараллельного диода 9 на коммутирующем дросселе 18 возникает импульс перенапр жени обратной пол рности. При этом напр жение на коммутирующей диагонали инверторного моста мен ет свой знак и к цепочкам, кажда из которых состоит из соответствующих вторичных обмоток трансформаторов 59, 60, конденсаторов , разделительных конденсаторов 3-50, прикладываетс импульс направлени пр мой пол рности. Происходит зар д конденсаторов и перезар д разделительных конденсаторов 51 58. Скорость изменени тока . в коммутирующем дросселе -18 определ етс величиной этого дроссел и коммутирующего конденсатора 17, а также параметрами конденсаторов , разделительных конденсаторов 51-58 и ре;зисторов . В первый момент времени происходит обрыв тока лишь одним из встречных диодов 9-16. Остальные встречные диоды продолжают оставатьс включенными. Однако это не приводит к закорачиванию демпфирующей цепочки, так как диоды 27-3 оказываютс заперты отрицательным напр жением. Поэтому конденсаторы демпфирующих цепочек и разделительные конденсаторь 51-58 зар жаютс до напр жени и пер и где Ufiep - величина напр жени ; п - коэффициент трансформации трансформаторов 59-60. Таким образом, в предложенной схеме достигаетс равномерное рас , one . The invention relates to autonomous inverters with nodes of limiting and distributing switching overvoltages and can be used, in particular, in the construction of high-power resonant inverters. Inverters are known with switching-limit overload knots that contain parallel-connected damping valves (Cl and 2) to each valve. However, in such inverters, the problem of uniform distribution of switching overvoltages across series-connected valves, l m, applied to them immediately after the burning period, is not completely solved, because of the variation of the valve off time. A part of the damping chains is shunted by the valves, continuing to burn, and the damping circuit connected to the thyristor with the shortest turn-off time, a full voltage will be applied for a certain period of time. The duration of this gap is determined by the difference in valve off time. The closest to the technical essence of this invention is an inverter with an overvoltage limiting unit containing transformers, the windings of which are connected to the restrictive RC-chains of the valves of each of the inverter bridge 3 arms. However, in such an inverter, the breakdown of one of the valves causes the corresponding winding to short multiwinding transformer and an increase in current in it. The need to take this into account when designing a transformer leads to a significant increase in its size and deterioration of the limiting conditions. The purpose of the invention is to improve the limitation and uniform distribution of switching overvoltages in bridge resonant inverters, thereby reducing the installed power of the inverter valves. The goal is achieved by the fact that in a stand-alone inverter with a switching overvoltage limiting node containing a bridge of valve arms, each of which contains series-connected thyristors, shunted by a series limiting chain consisting of a diode, a capacitor and a resistor, and multiwinding leveling transformers, primary windings of leveling transformers are connected in anti-parallel to the diagonal of the alternating current of the bridge, and the secondary windings - through capacitors in parallel to the capacitor and the resistor of the restrictive chains of valves corresponding to the common-mode arms of the bridge. The drawing shows a diagram of the inverter. An inverter consists of power generators 1–8, forming an inverter bridge, in parallel with which reverse diodes 9–16 are connected. The diagonal of the inverter bridge includes a chain consisting of a series-connected switching capacitor 17 and a switching droplet 18. Parallel to the power thyristors 1-8, equalizing resistors 19-26 and chains, consisting of diodes 27-3, capacitors and resistors 4z-3, are connected 50. The split capacitors are connected at one end to the cathodes of the diodes, and the other to the beginnings of the secondary windings of transformers 59, 60, the ends of which are connected to the cathodes of the corresponding power thyristors 1–8. The primary windings of multi-winding transformers 59, 60 are connected anti-parallel to the switching circuit. The inverter works as follows. In the quasi-established mode of operation, the voltage waveform on the switching diagonal of the inverter bridge is close to rectangular. When the next common-mode valves are burning, a negative voltage is applied to the damping chains of these valves, which are removed from the secondary windings of multi-winding trans 4 formatters, 53, 60. For example, under the influence of this voltage, the damping chain capacitors 35 and separation capacitor 51, which are charged before moment with the polarity indicated on fig.1 without brackets, are recharged along the corresponding circuit: the secondary winding of the transformer 59, the resistor, the capacitor 35 and the separation capacitor 51. By the end of the transition ap and capacitor 51 is charged with the polarity indicated in Fig. 1 in parentheses, and the damping chain capacitor 35 is discharged to zero, since it is shunted by a resistor 3 and a diode 27. At the moment of interruption of the current of the parallel-parallel diode 9, a reverse polarity overvoltage pulse occurs on the switching choke 18. In this case, the voltage on the switching diagonal of the inverter bridge changes its sign and to the chains, each of which consists of the respective secondary windings of transformers 59, 60, capacitors, separation capacitors 3-50, a pulse of direction of direct polarity is applied. Capacitor charge and separation capacitor charge 51 58 occurs. The rate of change of current. in the switching throttle -18, the value of this throttle and switching capacitor 17, as well as the parameters of capacitors, junction capacitors 51-58 and resistors, is determined. At the first instant of time, the current is broken only by one of the counter diodes 9-16. The remaining counter diodes continue to be on. However, this does not lead to shorting of the damping chain, since the diodes 27-3 turn out to be blocked by a negative voltage. Therefore, the capacitors of the damping chains and the separation capacitors 51-58 are charged before the voltage and voltage and where Ufiep is the magnitude of the voltage; n - the transformation ratio of transformers 59-60. Thus, in the proposed scheme, a uniform distribution is achieved.