Автономный последовательный инвертор

 

1. АВТОНОМНЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий подключенные к положительному входному выводу через соответствующие дроссели фильтра два тиристорных моста с обратными диодами и коммутирующими LC-контурами в диагоналях переменного тока и два конденсатора фильтра, соединенных с выходными выводами и через другие дроссели фильтра - с отрицательным входным выводом, а также два последовательно соединенных конденсатора и два возвратных диода, о т личагащийс я тем, что, с целью повышения надежности путем ограничения напряжения на нагрузке, тиристорные мосты подключены к точкам соединения противоположных конденсаторов фильтра с указанными другими дросселями фильтра, причем один из конденсаторов фильтра зашунтирован двумя последовательно coeдинeнны ш конденсатораьм , общая точка которых соединена с общей точкой двух последовательно соединенных возвратных диодов, шунтирующих другой конденсатор ч фильтра, 2. Инвертор по п. 1, отличающийся тем, что общие точки последовательно соединенных :конденсаторов и возвратных диодов соединены между собой через введенный дроссель насыщения.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ЗШ Н 02 И 7 515

1

ГОСУДА СТВЕННЫЙ HGMNTET CCCP

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 351 3876/24-07 (22) 25.11 ° 82 (46) 07.07,84. Бюл. Р 25 (72) С.JI,ËàMàíîâ, В.В.Шипицын, В.И,Лузгин и В,И.Ушаков (71) Коммунарский горно-металлургический институт и Уральский политехнический институт (53) 621,314.572(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

Р 486439, кл. Н 02 N 7/537 1971 °

2, Авторское свидетельство СССР

Р 826530, кл, Н 02 N 7/515, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 601790, кл. Н 02 N 7/515,, 1973. (54) (57) 1, АВТОНОМНЫЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫИ ИНВЕРТОР, содержащий подключенные к положительному входному выводу через соответствующие дроссели фильтра два тиристорных моста с обратными диодами и коммутирующими

LC-контурами в диагоналях переменного тока и два конденсатора фильтра, соединенных с выходными выводами и через.Щ 1 Щ13 7 А другие дроссели фильтра — с отрицательным входным выводом, а также два последовательно соединенных конденсатора и два возвратных диода, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьыения надежности путем ограничения напряжения на нагрузке, тиристорные мосты подключены к точкам соединения противоположных конденсаторов фильтра с указанныж другими дросселями фильтра, причем один из конденсаторов фильтра зашунтирован двумя последовательно соединенными конденсаторами, общая точка которых соединена с общей точкой двух последовательно соединенных возвратных диодов, шунтирующих другой конденсатор фильтра.

2. Инвертор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что общие точки последовательно соединенных конденсаторов и возвратных диодов соединены между собой через введен- Я ный дроссель насыщения. фнзаА

1101997

Изобретение относится к области преобразования постоянного тока в переменный ток повышенной частоты преимущественно для устройств индукционного нагрева металлов.

Известен последовательный инвертор„5 содержащий инвертирующие мосты с коммутирующими контурами в диагоналях переменного тока и встречно-параллельными диодами в каждом плече, подключенные к одному из зажимов пос- 10 тоянного тока через дроссель фильтра, причем конденсаторы фильтра одними своими обкладками подключены к общим точкам соединения инвертирующих Мос тов с обмотками дросселя фильтра„ а другими обкладками объединены с противоположными выходными клеммами

Недостатком инвертора является от,сутствие ограничения напряжения на нагрузке при возрастании ее сопротив,ления, что приводит к уменьшению времени, предоставляемого тиристорам для эапирания, и срыву инвертирования.

Известен также инвертор, позволяющий ограничивать напряжение на на-. грузке на уровне 0,5-0,8 от напряжения питания (23 .

О нако в этом инверторе величина прямых токов больше величины токов обратных вентилей, что приводит к искажению формы кривой инвертированного напряжени я, ухудшению гармонического состава тока в нагрузке и,, как следствие, к снижению КПД преобразователя.

Наиболее близким к предлагаемому 35 является последовательный автоном- ный инвертор, содержащий две мостовые инвертирующие ячейки с коммутирующими LC-контурами в диагоналях, присоединенные к выводам для источника питания через дроссели фильтра, имеющие отпайки, конденсаторы фильтра, подключенные одними обкладками к выводам постоянного тока указанных ячеек, а другими обкладками — к выходным выводам инвертора, конденс то- ры и возвратные диоды ГЗ .

Недостатком известного инвертора является то, что напряжение на нагрузке ограничивается на уровне напряжения питания. При таком orðàíè÷åнии не обеспечивается устойчивая ðàбота инвертора, так как при этом происходит недозаряд коммутирующего конденсатора, уменьшается длительность протекания тока обратных вентилей и на прямых вентилях преждевременно появляется прямое напряжение. B реэультате затрудняется восстановление управляемости прямых вентилей, что 6О может привести к срыву процесса инвертирования, Целью изобретения является повышение надежности путем orðàíè÷åêêÿ напряжения на нагрузке. б i

Поставленная цель достигается тем, что в автономном последовательном инверторе, содержащем подключенные к положительному входному выводу через соответствующие дроссели фильтра два тиристорных моста с обратными диодами и коммутирующими т-контурами в диагоналях переменного тОка и два конденсатора фильтра, соединенных с выходными выводами и через другие дроссели фильтра — с отрицательным входным выводсм, а также два последовательно соединенных конденсатора и два возвратных диода, тиристорные мосты подключены к точкам соединения противоположных конденсаторов фильтра с ук аз ан ными дру гимн дрос сел ями фильтра, причем один из к онден саторов фильтра зашунтирован двумя последовательно соединенными конденсаторами, общая точка которых соединена с обшей точкой двух последовательно соединенных возвратных диодов „шунтирующих другой конденсатор фильтра .

Кроме того, общие точки последо- вательно соединенных конденсаторов и возвратных диодов могут бь|ть соеди— нены между собой через введенный дроссель насыщения.

На чертеже приведена схема инвертора.

Автономный последовательный инвертор содержит тиристорные мосты 1 и

2 с обратными диодами и 1-С вЂ” контурами в диагоналях, подключенные к по ложи тельному эх одн OMv выводу чер ез дроссели 3 и 4 фильтра. К этим же дросселям подключены конденсаторы

5 и б фильтра „соединенные вторыми обкладками с выходными выводами и про ти в опол ожными мост ами, а через дроссели 7 и8 фильтра — с отрицательным входным выводом. Между мостами включена нагрузка 9. Параллельно конденсаторам 5 и б фильтра включены последовательные цепочки, одна из которых содержит два возвратных диода 10 и i1, а другая — два конденсатора 12 и 13, причем средние точки указанных цепочек соединены между собой, кроме того, они могут быть соединены между собой через дроссель 14 насыщения.

Инвертор работает следующим об— разом„

После подачи напряжения источника питания на конденсаторах 5 и б устанавливается значение напряжения питания, а на конденсаторах 12 и 13 значение 0 5 напряжения питания, Диîv, 10 при этом закрыт напряжением

0,5 питания в контуре конденсатор б диод 10 — конденсатор 13 — нагрузка

9 — конденсатор 4, а диод 11 закрыт в контуре конденсаторы 5 и 12 — диод

11 — нагрузка 9 — конденсатор 5.

После открывания одной иэ диагоналей моста 1 по нагрузке 9 течет

1101997

Составитель И .Жеребина

Редактор Т,Кугрышева Техред Ж.Кастелевич Корректор Л.Шеньо

Заказ 4779/41.... ...Тираж 667 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 ток по цепи конденсатор б — мост 1 нагрузка 9 — конденсатор б, полярность напряжения на нагрузке при этом указана на схеме. Если это напряжение превысит значение 0,5 питающего, то в контуре нагрузка 9 — конденсатор 13 — диод 10 — конденсатор б — нагрузка 9 открывается диод 10, и ток моста идет от плюса конденсатора 13 по цепи. конденсатор 13 диод 10 — мост 10 — мост 1 — конденIO сатор 13, минуя нагрузку ° Через полпериода частоты колебаний LC-контура моста 1 тиристоры этого моста закрываются,а в нагрузке 9 закрывается формирование одной полуволны тока.

При открывании диагонали моста 2 ток в нагрузке 9 протекает по цепи. конденсатор 5 — мост 2 — нагрузка 9 конденсатор 5, полярность падения напряжения на нагрузке при этом указана20 на схеме в скобках, Если это напряжение превысит значение 0,5 питающего, то в контуре нагрузка 9 — диод 11 конденсаторы 12 и 5 — нагрузка 9 открывается диод 11 и ток моста 2 про- 25 текает от конденсатора 12 по цепи конденсатор 12 — мост 2 — диод 11 конденсатор 12, также минуя нагрузку.

Таким образом, напряжение на нагрузке 9 в обоих полупериодах огра- 30 ничено на уровне 0,5 напряжения питания, чем достигается повышенная надежность, Повышение максимально возможного напряжения на нагрузке до Уровня 0,8 35 напряжения питания не сказывается на устойчивости работы инвертора (при дальнейшем увеличении этого напряжения возможны срывы инвертирования по укаэанным выше причинам) °

Известно также, что индуктивное сопротивление дросселя насыщения велико, когда напряжение на нем меньше напряжения насыщения (сердечник не насыщен) и резко уменьшается при насыщении сердечника °

Следовательно, при наличии дросселя 14 насыщения для протекания тока в цепи диодов 10 или 11 напряжение на нагрузке необходимо дополнительно увеличить на значение напряжения насыщения этого дросселя. Напряжение насыщения дросселя выбирается равным (0,2-0,3) напряжения питания, При этом, если напряжение на нагрузке меньше значений (О, 7-0, 8) питающего, то, хотя диод 10 (11) и открыт, ток в контуре конденсаторы 13— дроссель 14 — диод 10 — мост 1 конденсатор 13 маЛ ввиду большого индуктивного сопротивления дросселя

14, и ток моста продолжает протекать по контуру. конденсатор б — мост 1 нагрузка 9 — конденсатор б. Когда напряжение на нагрузке превысит значения (О, 7-0, 8) напряжения питания, сердечник дросселя 14 войдет в насыщение, его сопротивление резко уменьшится и ток моста потечет по контуру, минуя нагрузку, При увеличении максимально возможного напряжения на нагрузке до значений (0,7-0,8) напряжения питания увеличивается активная мощность в нагрузке при неизменном токе моста, что приводит к повышению КПД инвертора,