Последовательно-параллельный инвертор с синусоидальным выходным напряжением

 

ОП ИСАЙИ Е изовеитания

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ц)1001385 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (И)М. Кл. (22) Заявлено 28,08.80 (21) 2977052/24 07

Н 02 М 7/515 с присоединением заявки М

{23)Приоритет

Геаударетеенай квинтет

СССР (53) УДК621.314, .572 {088.8) Опубликовано 28.02.83. Бюллетень J4 8

Дата опубликования описания 28.02.83 яе далем кзабретекей и еткрытнй (72) Авторы изобретения

Л..А. Латковскнй и Я. П. Стабулниек

Физико-энергетический инс гнтут АН Латвййской CCP (7! ) Заявитель (54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ

ИНВЕРТОР С СИНУСОИДАЛЬНЫМ

ВЫХОДНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может найти применение в установках повышенной частоты, предназначенных для питания потребителей налряжением синусондальной формы.

Известен последовательнсь- параллель ный инвертор, в котором включенную в диагонали переменного тока последавательную емкость и нагрузку шунтирует параллельная емкость f 3. 3 .

Данный инвертор характеризуется сравнительно большим коэффициентом гармоник выходного напряжения, что ограничивает область его использования.

Известны преобразователи с синусоидальным выходным напряжением, состо мщие из инвертора и электрического фильтра ра, включенного между инвертором и нагрузкой 21.

Недостатком известных схем является то, что подключение фильтра к выходу инвертора значительно ухудшает его статические и динамические характеристи2 ки, а также массогабаритные показатели преобразовательной установки в целом.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности последовательный ннвертор, содержащий тиристорный мост, реактивные коммутирующие . элементы и реактивные фильтрующне элементы. Ь таком инверторе для увеличения коммутационной способности при малых нагрузках, т.е. в режимах, близких к холостому ходу, включенные в диагонали перемен ного тока последовательная емкость и нагрузка шунтированы резонансной цепью, состоящей из последовательно соединенных конденсатора и индуктивности, нас в роенной на частоту второй гармоники выходного напряжения З ) .

Однако наличие такой цепочки фнльвруюших элементов снижает динамические характеристики преобразователя и ухудшает его массогабаритные показатели.

Бель изобретения» улучшение динами ческих характеристик, упрошенйе консум

388 4

Поочередным отпиранием тиристорок

1, 4 и 2, 3 к диагонали переменного тока прикладывается напряжение прямоугольной формы и в ней протекает ток, содержащий как основную, так н высшие нечет ные гармоники. Токи высших гармоник протекают в основном через резонансную цепь 12, благодари чему значительно уменьшается их состав в токе нагруз:ки, и на нагрузке формируется напряже ние с формой, близкой синусоидальной.

Кроме того, резонансная цепь 12 совмест но с коммутирующей индуктивностью 11 образуют колебательный контур, обеспе чивающнй коммутацию тиристоров l - 4 в режимах работы инвертора прн малых нагрузках и на холостом ходу.

Последовательно-параллельный инвертор с сннусоидальным выходным напряженнем может быть выполнен также по полумоотовой схеме с входным емкостным делителем, по многофаэным схемам и по схемам с обратными диодами, шунтирующнми тнристоры, и без ннх.

Последовательно-параллельный инвертор

:(фиг. 1) содержит тиристоры 1 4, соединенные по однофазной мостовой схе.ме и шуитированные обратными диодами

5 - 8. В диагонали переменного тока моста включена цепь, состоящая иэ поо 4 ледовательно робднненных последователь ной емкости 9, нагрузки 10 и коммутирующей индуктивности 11, Резонансная цепь 12 шунтирует последовательную емкость 9 и нагрузку 10 и состоит из

0 ветвей, представлякппих собой после довательное соединение емкостей 13 и индуктивностей 14, Каждая as 0 ветвей резонансной цени 12 настроена s резонанс на частоту одной иэ нечетных выо- М ших гармоник рабочей частоты инвертора, например третью пятую, седьмую и т.д.

Инвертор работает следующим образом.

3 «001 руками и улучшение массогабаритных по. каэат елей.

Поставленная цель достигается тем, что в последовательно-параллельном инверторе, содержащем тиристорный мост и реактивные коммутирующие и фнльтруюшие элементы, в качестве последователь ного элемента фильтра использован ком мутирующий дроссель инвертора. комму тирующий параллельный конденсатор раэ 1, делен íà и частей, связанных параллель но, и последовательно с каждой частью включена индуктивность, причем один конец полученных таким образом -па ршя ельных ветвей присоединен к точке соединения, коммутирующего дросселя с первым выходным выводом, щэугой электри-, чески связан с последовательным конденсатором ннвертора, а каждая из «ветвей настроена на частоту одной из высших нечетных гармоник частоты выходного нала. пряження инвертора. йругой конец этих ветвей может быть подключен к точке соединения последо вательнОГО коммутирующего конденсатора gy либо с выводом переменного тока моста, :, либо со вторым выходным выводом.

На фиг. 1 изображена принпипиальная схема последовательно-параллельного инвертора с сннусоидальным выходным напряжением в однофазном исполнении по мостовой схеме; на фиг . 2 - вариант исполнения по полумостовой схеме с разделенной последовательной емкостью; на.фиг. 3 - вариант исполнения последовательно-параллельного инвертора с синусоидальным выходным напряжением, в котором резонансная цепь подключена непосредственно параллельно нагрузке.

В качестве примера на фнг. 2 изображена схема инвертора по однофазной полумостовой схеме, в которой в качестве входного емкостного делителя исполь зована последовательная емкость 9, раз деленная на две равные части. В этом случае резонансная цепь 12 также разделяется на две части, которые одним концом присоединены к точке соединения нагрузки 10 и коммутирующей индуктив нОсти 1 1 & других . a зажимам плюс и минус источника питания соответственно.

Последовательно-параллельный ннвертор на фиг. 3 содержит тирнсторы 1-4, соединенные по однофазной мостовой схеме и шунтирование диодами 5-8. В диагонали переменного тока моста santoчена цепь, состоящая иэ последовательно соединенных последовательной емкости

8, нагрузки 10 и коммутирующей нндуктнвности 11. В отличие от схемы на фиг. 1, здесь резонансная цепь 12, соотояшая иэ it ветвей представляющих собой последовательное соединение емкостей 13 и индуктивностей 14, подключена непосредственно параллельно нагрузке 10. Каждая иэ tt ветвей резонаноиой цепи 12настроенав резонанс m частоту одной иэ нечетных высших гармоник рабочей частоты инвертора, например третью, пятую, седьмую и т.д.

Инвертор по фиг. 3 работает следуюшим образом.

5 1001

Поочередным отпиранием тиристоров

1, 4 и 2, 3 и диагонали переменного тока моста прикладывается напряжение ,-: прямоугопьной формы и в ней протекает ток, содержащий как основную, так и высшие нечетные гармоники. Тони выошпх гармоник протекают в основном через резонансную цепь 12, благодаря ,чему значительно уменьшается их соотав и токе нагрузки, и на нагрузке 10 1ф формируется напряжение с формой, близкой синусоидальной. Кроме того, реэонаноная цепь 12 совместно с коммутирующей индуктнвностью 11 образуют колебатель ный контур, обеспечивающий коммутапию 35 тпристоров 1-4 в режимах работы инвертора при малых нагрузках и на холостом ходу.

Последоватеиьиоаараллельный инвертор с аинусоидальным.выходным напря- и жением, в котором резонансная цель шунтирует нагрузку, может быть выпог нен также по олумостовой схеме, по многофазным н по схемам с обратными диодами шунтирующими тиристоры, и без них.

Предлагаемые последовательно-параллежные инверторы с синусоидальным выходным напряжением, поэвошпот улучшить форму выходного напряжения без применения дополнительных фильтров, что улучшает их массогабауштные и энергетическке показатели и расширяет диапазон их применения.

388 е менты, о т л и ч а ю щ и и c,я тем, что, с целью улучшения статических и динамических характеристик и улучшения массогабаритных показателей, в качестве последовательного элемента фильтра использован коммутирующий дроссель инвертора, коммутирующий параллельный конденсатор разделен на частей, связанных параллельно, и последователь но с каждой частью включена индуктив ность, причем один конец полученных таким образом W параллельных ветввй при соепинен к точке соеданеиня коммуткрующего дросселя с первым выходным выводом, другой связан с последователя вым конденсатором инвертора, а каждая иэ и ветвей настроена на частоту 1одной иэ нечет-:ных гармоник частоты выходного напряже ния инвертора.

2. Инвертор по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что другой конец уцомя нутых и параллельных ветвей яодющ>чея к точке соединения последовательного коммутирующего конденсатора с выводсм переменного тока тиристарного моста.

3. Инвертор по п. 1,,о т л и ч а юat и и с я тем, что другой конец упомя, нутых и параллельных ветвей подзлючен ». к точке соединения последовательного коммутирующего конденсатора с вторым выходным выводом.

Источняки информации, принятые во, внимание прн экспертизе

Формула изобретения

1. Последовательно-параллельный янвертор с синусоидальным выходным напряженнем, содержащий тиристорный мост, реактивные коммутирующие элементы и реактивные фильтруюшне эле1, И. М. Чиженко. Основы преобразо вательной техники. М. Высшая шкойа, 1974, с. 227, р. 262.

2. Б. Берфорд. P. Хофт. Теоры asтономных инверторов, М. Энергия:, 1969, с. 217, р. 7.6.

3. Патент США Ж 3487289, кл. Н 02 М 7/00, 1969.

1001З85

1001385

Составитель А. Сытин

Редактор Л. Пчелинская Техреду Ж.Кастелевнч Корректор + МакаРенко

Заказ 1439/70 . Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4