Инвертор

 

ИНВЕРТОР, содержащий два тиристорных моста, выводы постоянного тока которых соединены собой и через сглаживающий дроссель подключены к входным зажимам, а к выводам переменного тока мостов подключены конденсаторы, соединенные в звезду, между общими точками которых включены параллельно соединенные компенсирующий конденсатор и цепь нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повьшения фз нкциональной надежности, он снабжен емкостным делителем, подключенным параллельно цепи нагрузки, и двумя последовательно соединенными цепочками из обратных диодов и дросселей, (О подключенными к выводам постоянного тока тиристорных мостов, при этом средняя точка емкостного делителя соединена с оСщей точкой указанных о цепочек. 00 41 О) 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3{2) Н 02 И 7/515

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 1..::- .::::--..,, Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 (21) 3546642/24-07 (22) 31.01.83 (46) 23.03.84. Бюл. ¹ 11 (72) И.И.Кантер, Н.П.Митяшин, И.И.Артюхов, Н.А.Суханов, В.И.Лазарев и В.А.Гаврилов (71) Саратовский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.314.572(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР № 489186, кл. Н 02 И 7/52, 1975.

2. Справочник по преобразовательной технике. Под ред. И.М.Чиженко

Киев, 1978, с. 121, рис. 3.29.б.

3. Авторское свидетельство СССР

¹- 868951, кл. Н 02 М 5/27, 1981.

4. Yhyristorwechselrichter

fur die induktive Erwarmung im

Bereich von 500HZ bis 50 KHZ.

"Elektrie" 28 (1974), Н.6, S. 296, Bild 1-5. (54)(57) ИНВЕРТОР, содержащий два тиристорных моста, выводы постоянного тока KQTQpbIZ соединены мебкду собой и через сглаживающий дроссель подключены к входным зажимам, а к выводам переменного тока мостов подключены конденсаторы, соединенные в звезду, между общими точками которых включены параллельно соединенные компенсирующий конденсатор и цепь нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повьппения функциональной надежности, он снабжен емкостным делителем, подключенным параллельно цепи нагрузки, и двумя последовательно соединенными цепочка- g мн из обратных диодов и дросселей, подключенными к выводам постоянного тока тиристорных мостов, при этом средняя точка емкостного делителя соединена с общей точкой указанных Я цепочек.

30 нагрузки.

Известен также инвертор, содержащий два тиристорных моста, к вы40 водам переменного тока которых подключены конденсаторы, соединенные в звезду, общие точки которых образуют выход инвертора, а разнополярные выводы постоянного тока мостов соединены между собой через обмотки ин45 дуктивного элемента, при этом между выводами переменного тока одного иэ мостов и входными выводами инвертора включены дроссели (3 ).

Недостаток схемы заключается в том, что кривая выходного напряжения модулирована огибающей напряжения питающей сети.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является инвертор, содержащий два тиристорных моста, выводы постоянного тока которых соединены между собой и

1 10817

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и предназначено для получения напряжения повышенной частоты, используемого при индукционном нагреве. 5

Известен инвертор, содержащий подключенную к входным зажимам через дроссель фильтра последовательную цепь из нагрузки и конденсатора фильтра, параллельно которой через коммутирующий дроссель подключен многофазный тиристорный мост, к выводам переменного тока которого присоединены включенные в звезду коммутирующие конденсаторы, а к выводам постоянного тока укаэанного моста присоединены две цепочки иэ последовательно соединенных дросселя и диода, причем общая точка этих цепочек соединена с общей точкой коммутирующих конденсаторов (1 ), Недостаток этой схемы состоит в малой величине отношения выходного напряжения к напряжению на коммутирующих конденсаторах и значительном содержании высших гармоник в кривой выходного напряжения.

Известен также инвертор, содержащий тиристорный мост с дросселями в каждой фазе и звездой коммутирующих конденсаторов, присоединенной к средним выводам дросселей, причем нагрузка между минусом источника питания и общей точкой звезды коммутирующих конденсаторов 32 j.

Недостатком схемы является нали35 чие постоянной составляющей в токе

68 через сглаживающий дроссель подключены к входным зажимам, а к выводам переменного тока мостов подключены конденсаторы, соединенные в.звезду, между общими точками которых включены параллельно соединенные батарея коммутирующих конденсаторов и нагруз.ка 543.

Особенностью данного инвертора является то, что при изменении тока нагрузки происходит существенное изменение напряжения на конденсато-. рах. В результате этого уменьшение нагрузки сопровождается ростом выходного напряжения и напряжения на тиристорах. Кроме того, напряжение на последовательных в силу неизбежной асимметрии закона управления и технологического разброса параметров конденсаторов может накапливать постоянную составляющую, что также приводит к возрастанию напряжения на тиристорах и увеличивает установленную мощность конденсаторов.

Применение в схеме широтно-импульсного способа регулирования выходного напряжения ограничивается тем, что в силу вводимой несимметрии управления указанная постоянная составляющая на конденсаторах еще более увеличивается.

Указанные факторы снижают надежность работы инвертора.

Целью изобретения является повышение функциональной надежности инвертора.

Указанная цель достигается тем, что инвертор, содержащий два тиристорных моста, выводы постоянного тока которых соединены между собой и через сглаживающий дроссель подключены к входным зажимам, а к выводам переменного тока мостов подключены конденсаторы, соединенные в звезду, между общими точками токорых включены параллельно соединенные компенсирующий конденсатор, и цепь нагрузки, снабжен емкостным делителем, подключенным параллельно цепи нагрузки, и двумя цепочками последовательно соединенных обратного диода и дросселя, подключенными к выводам постоянного тока тиристорных мостов, при этом средняя точка емкостного делителя соединена с общей точкой указанных цепочек.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема инвертора; на фиг. 2 — возможный алгоритм управле10817

55 ния тиристорами инвертора и эпюры, поясняющие его работу.

Инвертор содержит два моста на тиристорах 1-6 и 7-12, сглаживающий дроссель 13, конденсаторы 14-16 и

17-19, между общими точками которых включены нагрузка 20, компенсирующий конденсатор 21 и емкостной делитель

22, 23. Цепочки из последовательно соединенных обратных диодов 24, 25 и дросселей 26,27 подключены к выводам постоянного тока тиристорных мостов. Средняя точка емкостного делителя 22, 23 соединены с общей точкой цепочек 24,26 и 25, 27.

Инвертор работает следующим образом.

Полупериод выходного напряжения является 1/6 частью периода каждого из мостов.

С момента времени, когда включаются тиристоры 2 и 7, напряжение на конденсаторе 14, покдлюченном к аноду тиристора 2, в результате прохождения тока на одном из предыдущих инвервалов через тиристор 1 имеет такую полярность, что под действием суммы этого напряжения и напряжения на конденсаторе 22 емкостного делителя одновременно с тиристором 2

30 включается диод 25. В результате отпирания диода 25 формируется импульс тока через дроссель 27, который ускоряет перезаряд конденсаторов, способствуя стабилизации величины напряжения на конденсаторе 14. Процесс перезаряда конденсаторов 14 и 22 сопровождается изменением тока в дросселе 27. После завершения перезаряда конденсаторов 14 и 22 ток в дросселе прекращается, и диод 25 закрывается.

На инвервале времени от О до Т ток дросселя 13 протекает от плюса источника питания через тиристоры

2 и 7, конденсаторы 14 и 17 и учас- 45 ток цепи, образованный параллельно включенными конденсатором 21, делителем 22, 23 и нагрузкой 20. При этом осуществляется потребление мощности от источника, передаваемой в 50 нагрузку. По этой причине инвервал (О, Т ) можно назвать рабочим интервалом.

В момент времени подаются импульсы на управляющие электроды тиристоров 2 и 5. При этом включается тиристор 5 и выключается тиристор

68 4

7, что определяется полярностью суммы напряжений на конденсаторах 1ч и 16. Подача повторного импульса на управляющий электрод тиристора 2 в момент Ф Т обеспечивает включение тиристоров 2 и 5 в режиме прерывистого тока источника.

Включение тиристора 7 обрывает цепь передачи мощности от источника к нагрузке 20, поэтому интервал (i, Т/2) является интервалом паузы.

При включении тиристора 5 включается диод 24, в результате чего формируется импульс тока дросселя

26, ускоряющий перезаряд конденсато1 ра 16 и способствующий стабилизации его напряжения.

В начале следующего полупериода включается тиристор 12 и диод 25 и выключается тиристор 2. В результате вновь образуется цепь передачи мощности .от источника к нагрузке и формируется стабилизирующий импульс тока через дроссель 27.

Иэ приведенного описания работы схемы следует, что изменение длительности дает возможность регулировать величину напряжения на нагрузке

20. Для иллюстрации этого на фиг. 2 показан график определяемой током источника составляющей тока 1 участка цепи, образованного нагрузкой 20, конденсатором 21 и емкостным делителем

22, 23.

Положительный эффект устройства состоит в следующем.

Введение в известную схему инвертора цепочек из последовательно соединенных обратных диодов и дросселей обеспечивает исключение постоянной составляющей на последовательных конденсаторах при асимметрии в системе выходных импульсов блока управления, вызываемой как случайными причинами, так и реализацией широтно-импульсного 1... тода регулирования выходного напряжения. Действительно, при накоплении постоянной составляющей напряжения, например, на конденсаторе 19 плюсом на правой обкладке импульс тока цепочки, содержащей дроссель 26 и диод 24, тиристор 11, конденсаторы

19 и 23, будет более мощным, чем импульс цепочки, содержащей дроссель

27, диод 25, тиристор 12, конденсаторы 19 н 23,что приведет к уничтожению указанной постоянной составляющей.

1081768

Кроме того, изменение величины нагрузки введенная цепочка способствует стабилизации напряжения на конденсаторах 14-19, 21-23 путем компенсации избыточной рактивной мощности 5 указанных конденсаторов.

Получение симметричной системы напряжений без постоянной составляющей обеспечивает повышение функциональной надежности всего устройства. Дей- 1О ствительно, ограниченность и стабиль" ность величины напряжения на конденсаторах ведет к устранению возможности пробоя конденсаторов и тиристоров, напряжение на которых формируется из напряжений на конденсаторах.

Кроме этого, симметрия напряжений обеспечивает лучший гармонический

„аостав тока конденсаторов, что умень- шает их нагрев. Далее, симметрия напряжений обеспечивает симметрию углов запирания тиристоров, отсутствие которой приводит к уменьшению величины угла для некоторого тиристора ниже расчетной, отвечающей значению емкости коммутирующей батареи.

1081768 упр.

Ifynp УпР

gnp и,и

Oynp1t

Uynp )g

ВНИИПИ Заказ 1563/51 Тираж 667 Подписное

Филиал IIGII "Патент", г.Ухгород, ул.Проектная, 4