Автономный инвертор

 

АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий подключенные к источнику питания , зашунтированному фильтровым конденсатором , через сглаживающий дроссель два тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагона лях и последовательную цепочку,соетояыую из разделительного конденсатора , коммутирующего дросселя и цепи нагрузки, причем между точками соединения конденсатора с дросселем цепочки и положительного вывода источника питания со сглаживающим дросселем включен сбрасывающий диод, о т л и -. ч-ающийся тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного тока путем симметрирования его положительной и отрицательной полуволн, он снабжен аналогично включенными дополнительными сглаживающим дросселем, последовательной цепочкой и сбрасывающим диодом, причем каждый тиристорный мост с соответствующей последователь-§ ной цепочкой подключен к источнику питания через свой сглаживающий дроссель , а цепь нагрузки включена через трансформатор, полуобмотки, первичной обмотки которого включены последовательно с кoм 1yтирующими дросселями .цепочек и общей точкой соединены с отрицательным выводом источника питания. 4 :л : j :о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3щ) Н 02 И 7/515

ГосудАРственный кОмитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3397788/24-07 (22) 19.02.82 (46) 30.09.83. Бюл. Р 36 (72 ) Л.и. Гутин и А.К.Белкин (71) уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (53) 621.314.572(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 525214, кл. Н 02 И 7/515, 1974.

2. Уржумсков А.И. и др. Тиристорный преобразователь частоты для вакуумной электротермии. — В кн.: "Разработка и промышленное применение полупроводниковых преобразователей"частоты в машиностроении". Тезисы доклада Всесоюзной научно-технической конференции. N., 1977, с. 37.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 547019, кл. Н 02 И 7/515, 1974. (54)(57) АВТОНОИНЬЙ ИНВЕРТОР, содержащий подключенные к источнику питания, зашунтированному фильтровым конденсатором, через сглаживающий дроссель два тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагона(!91 SU(Ill ) А лях и последовательную цепочку,сос- тоящую из разделительного конденсатора, коммутирующего дросселя и цепи нагрузки, причем между точками соединения конденсатора с дросселем цепочки и положительного вывода источника питания со сглаживающим дросселем включен сбрасывающий диод, о т л и ч а ю шийся теи, что, с целью улучшения формы кривой выходного тока путем сигп етрирования его положительной и отрицательной полуволн, он снабжен аналогично включенными дополнительными сглаживающим дросселем, последовательной цепочкой и сбрасывающим диодом, причем каждый тиристорный мост с соответствующей последователь-Я ной цепочкой подключен к источнику питания через свой сглаживаюций дроссель, а цепь нагрузки включена через трансформатор, полуобмотки первичной С обмотки которого включены последова. тельно с коммутирующими дросселями Я .цепочек и общей точкой соединены с отрицательным выводом источника питания.

1045343

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти ши- t рокое применение при проектировании источников питания для индукционной плавки металлов, нагрева кузнечных заготовок и литья алюминия в электромагнитный кристаллизатор.

Известен автономный инвертор, содержаций подключенные к входным зажимам через дроссель фильтра тиристорные мосты с коммутирующим конденсатором в диагонали, а также две последовательные цепи из конденсаторов фильтра и коммутируюцих дросселей, диод, включенный между общими точками конденсаторов фильтра и коммутирующих дросселей, последние выполнены магнитосвязанными, причем один иэ коммутируюцих дросселей присоединен со стороны положительного входного зажима,а другой — со сторо- ны отрицательного входного зажима (11 .

Недостатками данного инвертора являются несинусоидаль ность формы кривой выходного тока и наличие в ней постоянной составля вшей равной среднему значению тока срабатывающих диодов..

Известен так>хе автономный инвертор, образованный мостом,. подключенным к входным зажимам через фильтровые дроссели, одна диагональ которого образована фильтровым конденсато ром, а другая диагональ — послецовательно соединенными коммутирующими дросселями и нагрузкой, причем,цва синфазных плеча образованы сбрасываюцими диодами, а два других — тиристорно-конденсаторными мостами $2) .

Недостатки указанного инвер тора также обусловленМ несинусоид .льностью формы кривой выходного тока и наличием постоянной составляющей, равной среднему значении -ока сбрасывающих диодов.

Наиболее близким пс технической сущности к предлагаемому является автономный инвертор, содержащий две тиристорно-конденсаторные ячейки, подключенные к источнику питапия, зашунтированному фил. тровым конденсатором, через сглаяиваюций дроссель,, разделительный конденсатор, коммутируищий дроссель, сбрасывающий диод нагрузку, причем цепь нагрузки включена последовательно с разделительным конденсатором и коммутирующим дросселем, а к общей точке соединения последних анодом подключен сбрасываиций диод, катод которого подключен к положительному зажиму источника питания (3) .

1(недостаткам известного инвертора следует отнести несинусоидальность формы кривой выходного тока и нали= чие в ней постоянной составляющей, что при питании электромагнитного иристаллиэатора через понижающий

-.ðàíñôîðìàòîð снижает коэффициент использования последнего и увеличивает потери в стали.

Цель изобретения — улучшение формы кривой выходного тока путем симметрирования его положительной и отрицательной полуволн, поставленная цель достигается тем, что автономный инвертор, содержащий подключенные к источнику питания, зашунтированному фильтровым конденсатором, через сглаживающий дроссель два тиристорных моста с коммутируюшими конденсаторами в диагоналях и последовательную цепочку, состоящую иэ разделительного конденсатора, коммутируюцего дросселя и цепи нагрузки, причем между т очками соединения конденсатора с дросселем цепочки и положительного вывода источника питания со сглаживающим дросселем включен сбрасываюций диод, снабжен аналогично включенными дополнительными сглаживающим дросселем, последовательной цепочкой и сбрасывающим диодом„ причем каждый тиристорный мост с соответствующей последовательной цепочкой поцключен к источнику питания через свой сглаживающий дрос.сель, а цепь нагрузки включена через ,трансформатор, полуобмотки первичной обмотки которого включены последовательно с коммутирующими дросселями цепочек и общей точкой соедине-ны с отрицательным выводом источника питания.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого инвертора; на фиг. 2 — временные диаграммы„ поясняющие его работу. !

49 Автономный инвертор содержит два тиристорных моста 1 и 2,. первый из которых включает тиристоры 3-6, а второй — тиристоры 7-10, коммутирующие конденсаторы 11 и 12 соответственно мостов 1 и 2, подключенные к источнику 13 питания, эашунтированному фильтровым конденсатором 14, через сглаживающий дроссель 15, разделительный конденсатор 16, коммутирующий цроссель 17, сбрасываиций диод 18 и нагрузку 19, дополнительные сглажи вающий дроссель 20, разделительныи конденсатор 21, коммутирующий дроссель 22 и сбрасывающий диод 23, причем нагрузка 19 подключена через трансформатор 24, первичная обмотка

25 которого имеет выведенную среднюю точку, соединеннуи с отрицательным выводом источника 13 питания, а полуобмотки соединены последовательно

SO с коммутирующими дросселями 17 и 22, образуя диагональ сложного моста, одной парой плеч которого служат два сбрасывающих диода 18 и 23, объединенные катоды которых соединены с положительным выводом источника 13

1045343 питания, а другой парой плеч служат две LC-цепочки, образованные сглаживающими дросселями 15 и 20 и разделительными конденсаторами 16 и 21.

Автономный инвертор в кваэиуста- . новившемся режиме работает следующим образом.

Разделительные конденсаторы 16 и 21 нормально заряжены через сглаживающие дрсссели 15 и 20, коммутируюцие дроссели 17 и 22 и полуобмот-., 10 ки первичной обмотки 25 трансформатора.24 до напряжения источника 13 питания, фильтровый конденсатор 14 также заряжен до напряжения источника 13 питания. 15

Пусть коммутирующие конденсаторы

11 и 12 мостов 1 и 2 имеют полярность напряжения, указанную на фиг.1.

При включении тиристоров 3 и 5 начинается колебательный перезаряд ком- ® мутирующего конденсатора 11 по цепи: разделительный конденсатор 16, тиристор 3, коммутирующий конденсатор 11, тиристор 5, полуобмотка первичной обмотки 25 трансформатора 24, коммутирующий дроссель 17, и разделительный конденсатор 16. Полярность напряжения на коммутирующем дросселе 17 и полуобмотке первичной обмотки 25 трансформатора 24 такова, что диод

18 закрыт.

При переходе тока тиристоров 3 и

5 через максимальное значение полярность. указанных напряжений меняется на противоположную и как тольк . суммарное напряжение на этих элементах станет выше напряжения фильтрового конденсатора 14, включается диод 18, сбрасывая излишнюю часть энергии с коммутирующего дросселя 17, трансформатора 24 и нагрузки

19 на фильтровый конденсатор 14, ограничивая тем самым рост напряжения на элементах схемы. Ток тиристоров 3 и 5 при этом резко падает и они выключаются.

Далее аналогично протекают процессы при включении тиристоров 7 и 9 моста 2, но ток нагрузки протекает при этом в противоположном направлении, формируя отрицательную полуволну, симметричную с предыдущей положительной полуволной. Затем включаются тиристоры 4 и 6 и заканчивается полный цикл работы,тиристоров 8 и 10.

На фиг. 2 представлены диаграммы: а — тока i тиристоров 3, 5 и 4, 6 моста 1; б — тока i тиристоров 7, 9 и 8, 10 моста 2; в — выходного тока инвертора г — тока i диодов 18 и 23; д — напряжения U на ко жутирующем конденсатсре 11 моста 1; е — напряжения U на тиристорах 3 и 5 моста 1.

Таким образом, используя предлагаемую схему автономного инвертора удается существенно приблизить к синусоидальной форму кривой выходного тока.

1,Г)4с,,343

Г

У -л

Составитель И. Херебина едактор М.Рачкулинец ТехредМ.Гергель Корректор А.дзятко Заказ 7г 70/56 Тираж 68/ Подди сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная,, 4