Последовательный автономный инвертор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<щ 1005253

I (61) Дополнительное к авт. свид-ву

Р1 М К з (22) Заявлено 28. 02 ° 79 (21 ) 27 30 5 3 2/2 4-0 7 с присоединением заявки ¹Н 02 И 7/515

Государственный комитет

СССР

00 делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150383. Бюллетень № 10

Р31УДК 621. 314..572(088.8) Дата опубликования описания 15 03.83!

В.В.Шипицын, В.И.Лузгин, А.A.Íîâèêîâ, A.A .Ðóõìàé, В.В.Дрягин, В.А.Глухих, В.С.Третвяков, В. А„;СамОррдОв,:

А.С.Дейнека, Г.И.Шуплецов, A.È.Худотеплов 1и:Н С.Маринин л

Ф

3 —. - 1 ., ;,",>

Уральский ордена Трудового Красного Знамени -"---:-- -Э политехнический институт им. С.М.Кирова. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ АВТОНОМНЫЙ HHBEPTOP

15

Изобретение относится к преобразо- вательной технике и может быть использовано, например, для индукционного нагрева металлов.

Известен адномостовой последовательный инвертор с нагрузкой, вклю-. ченной последовательно с вентильным мостом, прямые вентили которого зашунтированы встречными диодами, что позволяет,по сравнению с обычным последовательным инвертором увеличить время, предоставляемое для восст новлейия управляемости прямых вентилей до 0,5 периода выходной частоты и предотвратить появление перенапряжений на элементах инвертора при уменьшении сопротивления нагрузки вплоть до короткого замыкания 1 1).

Недостатком такого инвертора явля- 20 ется то, что, амплитудное значение выходногд напряжения s пределе -не может превышать питающего. При наиболее ,распространенной питающей трехфаэной сети 380 В и при выполнении выпрями- . теля, питающего инвертор, по трехфазной мостовой схеме это напряжение не может превышать ---и 350 В, что в

/2 ряде случаев оказывается недостаточным. Кроме того, при работе с такйм высоким напряжением резко падает время, предоставляемое для восстановления управляемости прямых вентилей, что резко снижает устойчивость работы инвертора, Наиболее близким к предлагаемому является инвертор, содержащий связанные с входными выводами через дроссели фильтра два вентильных моста с коммутирующими 4С-контурами s диагоналях переменного тока, два компен. сирующих конденсатора, один иэ которых одной своей обкладкой соединен с катодной группой первого моста и с первым выходным выводом, а другой своей обкладкой через фильтровой конденсатор связан с анодной группой этого же моста и через второй компенсирующий конденсатор — с вторым выходным выводом 2).

Такая схема позволяет лишь удвоить максимально возможное напряжение на выходе, что в ряде случаев оказывается недостаточным. Помимо этого, известная схема способна работать в узком диапазоне изменения эквивалентного-сопротивления нагрузочного контура, от короткого замыкания до критического значения сопротивления на1005253

Для достижения поставленной цели инвертор снабжен двумя дополнительными идентичными вентильными мостами, 30 подключенными через дополнительные . фильтровые дроссели к входным выво-: дам, пятью последовательными цепочками, состоящими каждая из дросселя насыщения и обратного вентиля, тремя дополнительными фильтровыми конденсаторами и двумя дополнительными компенсирующими конденсаторами, соединенными последовательно и включенными между основными компенсирующими . конденсаторами, причем каждый вентильный мост зашунтирован цепочкой, состоящей из последовательно соединенных компенсирующЕго и фильтрово.го конденсаторов, а каждые два последовательно соединенных компенсирующих конденсатора и фильтровой конденсатор зашунтированы соответствующей последовательной цепочкой.

Формула изобретения

Последовательный автономный инвертор, содержащий связанные со входными выводами через дроссели фильтра два вентильных моста.с коммутирующими liC-контурами в диагоналях переменного тока, два компенсирующих конденсатора, один из которых одной своей обкладкой соединен с катодной группой первого моста и с первым выходным выводом, а другой своей обкладкой через фильтровой конденсатор связан с анодной группой этого же моста и через второй компенсирующий конденсатор — с вторым выходным выводом, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона и повышения надежности, он снабжен двумя дополнительными идентичными вентильными мостами, подключенными через дополнительные фильтровые дроссели грузки, когда время, предоставляемое для восстановления прямых вентилями, резко снижается и инвертор теряет устойчивость работы.

Целью изобретения является расширение диапазона и повыаение надежности.

На чертеже изображена схема инвертора.

Инвертор содержит четыре вентильных моста, собрайных на прямых вентилях 1-16 и встречных вентилях 17-32.

Вентильные мосты подключены к вход- 35 ным выводам через фильтровые дроссели 33 и 34,. анодные группы мостов подключены к обкладкам фильтровых конденсаторов 35-38, а между катодными группами мостов включены компен. 4О сирующие конденсаторы 39-42, связанные с нагрузкой 43. Каждые два из . компенсирующих конденсаторов 39-42 и фильтровйй конденсатор зашунтированы цепочкой из встречного вентиля

44-48 и дросселя насыщения 49-53. В диагонали мостов включены коммутирую. щие LC -контуры, состоящие из конденсаторов 54-57 и дросселей 58-61.

Устройство работает следующим образом. 50

В первом такте открываются вентили 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8 и ток протекает по контурам: 35-1-54-58-239-35; 36-3-55-59-4-40-36; 37-5-5660-6-41-37; 38-7-57-61-8-42-38. По 55 окончании тока прямых вентилей включаются соответствующие встречные вен .тили и протекает ток сброса избыточной реактивной энергии, накопленной в коммутирующем конденсаторе по кон- 69 турам: 54- 17-35"39-18-58-54;

55-3-36-40-20-59-55 56-21-37-41-22-60-56; 57-23-38-42-24-61-57. При этом на компенсирующих конденсаторах формируется период высокочастотного 65 напряжения. Поскольку мосты работают одновременно, то на компенсирующих конденсаторах формируется синфазное напряжение, которое суммируется и прикладывается к нагрузке 43.

Во втором такте устройство работает аналогично описанному.

Увеличение выходного напряжения достигается увеличением числа мостов инвертора и последовательно соединенными компенсирующими конденсаторами.

С возрастанием эквивалентного сопротивления нагрузки увеличивается ,-напряжение на каждом из компенсирую щих конденсаторов, которое прикладывается к каждому мосту инвертора. С момента, когда амплитуда суммы напря:жений на двух последовательно соединенных компенсирующих конденсаторах достигает значения, равного питающему напряжению, до которого заряжены фильтровые конденсаторы, открываются встречные вентили 44-46 и протекает ток сброса избыточной реактивной энергии, накопленной в нагрузке по контурам: 39-49-44-36-40-39;

40-50-45-37-41-40; 41-51-46-38-42- 41

41-52-47-35-40-41; 42-53-48-36-41-42.

При этом амплитуда напряжения на каждом компенсирующем конденсаторе ограничена на уровне, равном половине питающего, что обеспечивает устойчивую работу инвертора в широком диапазоне изменения эквивалентного сопротивления нагрузочного контура.

Изменение уровня ограничения этого напряжения достигается изменением времени перемагничивания дросселя насыщения 47-49. Наиболее благоприятные условия работы инвертора достигаются, когда напряжение на компенсирующих конденсаторахограничивается на уровне 0,7-0,8 от питающего напряжения.

1005253

Составитель И.Жеребина

Редактор M.Ïåòðoâà Техред A.Ач Корректор A.Äçÿòêo

Заказ 1921/74 Тираж 685- Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 к входным выводам, пятью последовательными цепочками, состоящими каждая из дросселя насыщения и обратI ного вентиля, тремя дополнительными фильтровыми конденсаторами и двумя дополнительными компенсирующими кон- денсаторами, соединенными последова= тельно и включенными между основными компенсирующими конденсаторами, причем каждый вентильный мост зашунтирован цепочкой, состоящей из последовательно соединенных компенсирующего и фильтрового конденсаторов, а

:каждые два последовательно соединенных компенсирующих конденсатора и фильтровой конденсатор зашунтированы соответствующей последовательной цепочкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шипицын В.В. Одномбстовой инвертор с увеличенным временем для восстановления управляемости вентилей;"Техника высоких напряжений и преобразователи частоты". Труды УПИ им. С.М.Кирова, сборник 9 191, Свердловск, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

9 425283, кл. Н 02 И 5/42, 1971.