Последовательный автономный инвертор

 

ПРСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ АВТОНОМНЫЙ (ИНВЕРТОР, содержащий подключенные к положительному входному выводу через первый дроссель фильтра тиристорный мост с коммутирующим конден- . сатором в диагонали переменного тока и последовательную цепочку, состоящую из цепи нагрузки, фильтрового конденсатора и обмотки индуктивного элемента, выполненной с отводом, соединенным с анодом обратного диода. 0,5Ud S boJ -Jbo n а также второй дроссель фильтра, qoeдиненный с отрицательным входным выводом, дополнительный диод и дополнительную последовательную цепочку , состоящую из конденсатора и диода , отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, обмотка индуктивного элемента выполнена в виде первичной обмотки трансформатора , началом подключенной к тиристорному мосту, а концом - к второму дросселю фильтра, соединенному с анодом диода дополнительной последовательной цепочки, катод которого соединен с нулевым входным выводом, подключенным к началу вторичной обмотки трансформатора, конец котоS рой через диод соединен с катодом (Л обратного диода и точкой соединения цепи нагрузки с фильтровым конденсатором , причем конденсатор дополнительной последовательной цепочки подключен к первому дросселю фильтра . СО со и со со 5 у ;frt AZ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) Н 02 М 7/515

f3„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3517662/24-07 (22) 03. 12. 82 (46) 23.06.84. Бюл. Р 23 (72) С.Л. Ламанов и В.И. Ушаков (71) Коммунарский горно-металлургический институт (53) 621. 314. 57 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 235177, кл. Н 02 M 7/48, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

У 714599, кл.. Н 02 М 7/515, 1978. (54)(57) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ АВТОНОМНЫЙ

<ИНВЕРТОР, содержащий подключенные к положительному входному выводу через первый дроссель фильтра тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока и последовательную цепочку, состоящую из цепи нагрузки, фильтрового конденсатора и обмотки индуктивного элемента, выполненной с отводом, гоединенным с анодом обратного диода, а также второй дроссель фильтра, соединенный с отрицательным входным выводом, дополнительный диод и дополнительную последовательную цепочку, состоящую из конденсатора и диода, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, обмотка индуктивного элемента выполнена в виде первичной обмотки трансформатора, началом подключенной к тиристорному мосту, а концом — к второму дросселю фильтра, соединенному с анодом диода дополнительной последовательной цепочки, катод которого соединен с нулевым входным выводом, подключенным к началу вторичной обмотки трансформатора, конец кото- Я рой через диод соединен с катодом обратного диода и точкой соединения ф/ цепи нагрузки с фильтровым конденсатором, причем конденсатор дополнительной последовательной цепочки подключен к первому дросселю фильтра.

1099363

55

Изобретение относится, к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания для электротермических установок.

Известен инвертор, в котором or- 5 раничение степени раскачки напряжения на реактивных элементах и силовых вентилях в режимах, близких к короткому замыканию, осуществляется за счет введения встречно-па- 10 раллельных неуправляемых вентилей Г1), Такой способ ограничения не позволяет получить рабочие частоты выше 2 5 кГц, так- как обратное напряжение, прикладываемое к управляемым 15 вентилям,,определяются малой величиной падения напряжения на работающих встречно-параллельных вентилях. Последнее обстоятельство требует увеличения времени, необходимого

20 для восстановления. управляемости силовых вентилей, а следовательно, приводит к сужению частотного диапазона.

Наиболее близким к предлагаемому является последовательный автономный инвертор, содержащий связанные с входными выводами через дроссели фильтра тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали пе-. ременного тока и две последовательные цепочки, состоящие, каждая, из конденсатора и дросселя, между общими точками которых включен диод, а .дроссель одной из цепочек выполнен с отводом и соединен последовательно с цепью нагрузки, причем их точка соединения соединена с упомянутой общей точкой другой цепочки через дополнительный диод, а между отво дом дросселя и анодной группой моста включен вспомогательный диод 52).

НедостатОк известного инвертора — его низкая надежность, обусловленная тем, что при холостом 45 ходе в нагрузке (при большом ее сопротивлении) добротность колебатель ного контура при работе тиристоров моста уменьшается и колебательность заряда коммутирующего конденсатора может быть сорвана, что приведет к срыву инвертирования и выходу иэ строя тиристоров моста.

Цель изобретения — повышение йадежности.

Поставленная цель достигается тем, что в последовательном автономном инверторе, содержащем подключенные к положительному входному выводу через первый дроссель Фильт- . ра тиристорный мост с коммутирую- 60 щим конденсатором в диагонали переменного тока и последовательную цепочку, состоящую иэ цепи нагрузки, Фильтрового конденсатора и обмотки индуктивного элемента, выпол- 65 ненной с отводом, соединенным с анодом обратного диода, а также второй дроссель фильтра, соединенный с отрицателЬным входным выводом, дополнительный диод и дополнительную последовательную цепочку, состоящую из конденсатора и диода, обмотка индуктивного элемента выполнена в виде первичной обмотки трансформатора, началом подключенной к тиристорному мосту, а концом — к второму дросселю фильтра, соединенному с анодом диода дополнительной последовательной цепочки, катод которого соединен с нулевым входным выводом, подключенным к началу вторичной обмотки трансформатора, конец которой через диод соединен с катодом обратного диода и точкой соединения цепи нагрузки с Фильтровым конденсатором, причем конденсатор дополнительной последовательной цепочки подключен к первому дросселю фильтра.

На чертеже представлена схема инвертора.

Инвертор содержит мост тиристоров 1-4, в диагональ переменного тока которого включен коммутирующий конденсатор 5, анодная группа моста соединена с положительным входным выводом через дроссель фильтра б, к этой же клемме моста подключены одним выводом цепь нагрузки

7 и дополнительный конденсатор 8, к вторым выводам которых подключены соответственно Фильтровый конден— сатор 9 и диод 10, причем общая точка катода диода 10 и дополнительного конденсатора 8 соединена с нулевым входным выводом. Общая точка анода диода 10 и конденсатора 9 через дроссель фильтра 11,подключена к отрицательному входному выводу, а через коммутирующий дроссель 12 к катодной группе моста. К отводу дросселя 12 подключен анод обратного диода 13, соединенного катодом с общей точкой нагрузки 7 и конденсатора 9. Коммутирующий дроссель выполнен в виде трансформатора, вторичная обмотка 14 которого соединена началом с нулевым выводом источника питания, а концом — с анодом дополнительного диода 15, подключенного катодом к упомянутой общей точке на- грузки 7 и фильтрового конденсатора 9.

Инвертор работает следующим образом.

Полный цикл работы схемы определяется частотой управления тиристорами

1-4. Каждый такт характеризуется рабочим и нерабочим состоянием вентиль ного моста, т.е. наличием и отсутствием тока коммутирующего контура. В течение такта работа схемы разбивается на четыре интервала.

1099363

Составитель И. Жеребина

РЕДахтср И. Ковальчук Техред M. Надь Корректор Г. Огар

Заказ 4381/42 Тираж бб7 Подписное,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

В I интервале при отпирании тиристоров 1 и 4 по контуру 5-4-12-13-7-1-5 протекает импульс тока перезаряда коммутирующего конденсатора 5.

При этом ток через нагрузку 7 протекает снизу вверх. В момент равенства напряжений на части коммутирующего дросселя 12 и на фильтровом конденсаторе 9 обратный диод 13 закрывается.

Во,II интервале ток перезаряда ком-1О коммутирующего конденсатора 5 замыкается по цепи 9-7-1-5-4-12-9. Через нагрузку ток протекает снизу вверх.

В момент перехода тока коммутирующего контура через амплитупное зна- 15 чение напряжение на коммутирующем

1 дросселе меняет полярность. Как только напряжение на вторичной обмотке

14 превысит сумму напряжения на конденсаторе 9 и нагрузке 7, открывается диод 15 и ток в цепи коммутирующего контура резко спадает до нуля, В зависимости от соотношения числа витков первичной 12 и вторичной

14 обмоток коммутирующего дросселя напряжение на обмотке 12, при котором начйнается сброс энергии, может изменяться, и, следовательно, можно изменять напряжение, до которого заряжается коммутирующий конденсатор 5.

В III интервале избыток реактивной энергии, запасенной в электромагнитном поле коммутирующего дросселя, рассеивается на конденсаторе 8 и .нагрузке 7. Ток сброса протекает по контуру 14-15-7-.8-14. Ток через нагрузку протекает снизу вверх.

В IV интервале характерна бестоковая пауза схемы инвертора, которая длится до включения тиристоров 2 и 3.

При этом ток заряда конденсатора 8 обеспеЧивает протекание тока через нагрузку сверху вниз. Первый такт работы схемы закончен.

Процессы, происходящие во втором такте, аналогичны описанным выше, по окончании второго такта включаются тиристоры 1, 4, и цикл работы схемы повторяется;

В инверторе предусмотрено ограничение напряжения на нагрузке при работе во II u III интервалах на уровне, определяемом разностью найряжений конденсаторов 8 и 9. При превышении напряжением на нагрузке этой разности открывается диод 10 и мост питается через него от конденсатора 8, ток моста при этом минует нагрузку.

Схема обеспечивает неизменную величину заряда коммутирующего конденсатора 5 при изменении сопротивления нагрузки от нуля до бесконечности (полного обрыва), т.е. обеспечивается стабилизация режима работы инвертора.

Подбором соотношения числа витков обмоток дросселя 12 и 14 можно устанавливать значение напряжения заряда коммутирующего конденсатора 5. При использовании в качестве источника питания трехфазного мостового выпрямителя для получения нулевого вывода эту клемму достаточно заземлить.