Многоячейковый инвертор

 

изобретение позволяет повысить надежность многоячейкового инвертора путем увеличения времени, представляемого тиристо+ffром для восстановления. В инверторе коммутирующий дроссель разделен на основные части 7-12 и дополнительные части 13-18, причем каждая дополнительная часть дросселя каждой ячейки магнитосвязана встречно с основной частью дросселя соседней ячейки. Изменяя величину магнитной связи основной и дополнительной частей , можно регулировать момент нерехода обратного напряжения через нуль. Подразделение коммутирующих дросселей на дополнительные части 13-18 с целью увеличения времени, предоставляемого тиристорам 1-6 на восстановление при отпирании их через половину полуволны тока, протекающего через тиристоры, может быть применено для схемы последовательного несимметричного инвертора. 4 ил. (О ел го о со О5 иг. f

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

yg 4 Н 02 М 7/515

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (/

К A BTQPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3779482/24-07 (22) 01.08.84 (46) 07.01.86. Бюл. № 1 (71) Алма-Атинский объединенный авиаотряд (72) К. Камалов, А. В. Тян и Н. С. Маруев (53) 621.314.52 (088.8) (56) Патент США № 4.264.952, кл. 363/138, 1981.

Справочник по преобразовательной технике./Под ред. И. М. Чиженко. Киев: Техника, 1978, с. 211, рис. 435.

Авторское свидетельство СССР № 246655, кл. Н 02 М, 1969. (54) МНОГОЯЧЕЙКОВЫЙ ИНВЕРТОР (57) Изобретение позволяет повысить надежность многоячейкового инвертора путем увеличения времени, представляемого тиристо+

„„SU„„1203674 A ром для восстановления. В инверторе коммутирующий дроссель разделен на основные части 7 — 12 и дополнительные части

13 — 18, причем каждая дополнительная часть дросселя каждой ячейки магнитосвязана встречно с основной частью дросселя соседней ячейки. Изменяя величину магнитной связи основной и дополнительной частей, можно регулировать момент перехода обратного напряжения через нуль. Подразделение коммутирующих дросселей на дополнительные части 13 — 18 с целью увеличения времени, предоставляемого тиристорам 1 — 6 на восстановление при отпирании их через половину полуволны тока, протекающего через тиристоры, может быть применено для схемы последовательного несимметричного инвертора. 4 ил.

1203674

15 го

З0

Изобретение относится к электротехнике, а именно к силовой преобразовательной технике, и может быть использовано в ультразвуковых технологических установках и в установках для индуктивного нагрева.

Цель изобретения — повышение надежности за счет увеличения времени, представляемого тиристором для восстановления.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема трехячейкового полумостового последо вательного инвертора; на фиг. 2 — эпюры токов через тиристоры, тока на нагрузке, напряжения на коммутирующей индуктивности (основной и дополнительной) и напряжения на тиристорах; на фиг. 3 — принципиальная схема последовательного несимметричного трехячейкового инвертора; на фиг. 4 — схема двухячейкового последовательного инвертора.

Трехячейковый последовательный инвертор (фиг. 1) содержит тиристоры 1 — 6, основные части коммутирующего дросселя 7—

12, магнитосвязанные встречно с дополнительными его частями 13 — 18, включенные последовательно в цепь тиристоров каждого плеча полумоста, нагрузку 19, подключенную к общей точке коммутирующих конденсаторов 20 — 22 и к средней точке фильтровых конденсаторов 23 — 24, соединенных последовательно и включенных между входными выводами инвертора.

Инвертор в установившемся режиме работает следующим образом.

При работе инвертора тиристоры включаются в соответствии с их нумерацией после поступления управляющего импульса через тиристор протекает полуволна тока и в момент достижения тока тиристора половины иолупериода ио времени отпирается очередной тиристор, формирующий полуволну тока противополо>кной полярности в нагрузке. За счет включения тиристоров через половину полуволны тока тиристоров, формирующих разные полярности на нагрузке, происходит не только уменьшение коммутационных потерь, увеличение частоты выходного напряжения и выходной мощности, но и появляется возможность увеличения времени, предоставляемого тиристорам на восстановление с помощью дополнительной индуктивности в цепи тиристоров, магнитосвязанной встречно с основной коммутирующей индуктивностью соседней ячейки той >ке груп и ы.

Работу инвертора и дополнительной части коммутирующего дросселя поясняют кривые (фиг. 2), построенные для чисто активной нагрузки. Предположим, что в момент времени То поступает импульс управления на управляющий электрод тиристора !, последний отпирается под действием остаточного напряжения коммутирующего конденсатора 20, полярность которого показана на фиг. 1, а ток протекает по цепи: конденсатор 20 — нагрузка 19 — конденсатор 23 — основная часть коммутирующего дросселя 7 — дополнительная часть коммутирующего дросселя 13 — тиристор

1 — конденсатор 20. В момент времени Ti при достижении тока тиристора 1 половины полупериода по времени отпирается очередной тиристор 2 и формирует ток по цепи: конденсатор 21 — тиристор 2 — основная часть коммутирующего дросселя 8 дополнительная часть коммутирующего дросселя 14 — конденсатор 24 — нагрузка 19— конденсатор 21.

Во время протекания полу волны тока через тиристор 2 из-за перезаряда конденсатора 21 и падения напряжения на нагрузке 19 обратное напряжение на тиристоре 5 другого плеча полумоста ячейки нарастает в сторону прямого напряжения, но за счет магнитной связи между частями дросселя

11 и 13 в обмотке части дросселя 11 индуцируется добавочное отрицательное обратное напряжение в цепь отключенного тиристора 5, что препятствует дальнейшему изменению напряжения на тиристоре 5 в сторону прямого напряжения, тем самым увеличив длительность приложения обратного отрицательного напряжения, необходимое для восстановления управляемости тиристора 5, т. е. переход напряжения на тиристоре 5 из области обратного к прямому напряжению через нулевую линию вместо момента Т (штриховой линией обозначена кривая обратного напряжения на тиристоре

5 без магнитной связи) происходит в момент Тз (силошной линией обозначена кривая обратного напряжения на тиристоре 5 с магнитной связью между индуктивностями), фиг. 2е) .

При этом длительность приложения обратного напряжения к тиристору 5 увеличится на Т=Тд — Т:. JJалее в момент времени

Т< при достижении половины полуволны тока по времени через тиристор 2 отпирается тиристор 3, образуя контур для формирования полуволны тока по цепи: 3 — 22—

19 — 23 — 9 — 15 — 3, так как части дросселя

14 и 12 магнитосвязаны и вторая половина иолупериода тока через тиристор 2 совпадает по времени с первой половиной полупериода тока через тиристор 3, то за счет отрицательного напряжения взаимоиндукции на индуктивности 12 длительность приложения обратного отрицательного напряжения к тиристору 6 также увеличивается, При достижении половины полуволны по времени тока через тиристор 3 в момент времени Т отпирается тиристор 4, образуя контур для формирования полуволны тока по цепи: 4 — 10 — 16 — 24 — 19 — 20 — 4. При этом обратное напряжение приложенное к тиристору 1 должно нарастать в сторону прямого напряжения, но за счет взаимоиндукции между дополнительной частью коммутирующего дросселя 15 и основной частью коммутирующего дросселя 7, включенных встреч1203674 но, к второй половине полупериода тока через тиристор 3 в оИновной части коммутирующего дросселя 7 появляется отрицательное напряжение взаимоиндукции, которое компенсирует уменьшение величины обратного напряжения в сторону прямого напряжения и за счет чего увеличивает время на восстановление предоставляемое тиристору 1 от Т до Тт т. е. íà T=T7 — Тв.

Далее в момент времени Т8 отпирается тиристор 5 и одновременно на основной части коммутирующего дросселя 8 напряжение взаимоиндукции из-за магнитной связи с дополнительной частью коммутирующего дросселя 16 препятствует уменьшению величины обратного напряжения и переходу к прямому положительному напряжению на тиристоре 2. Когда полуволна тока через тиристор 5 достигает половины в момент времени Т9 управляющий импульс на отпирание подан тиристору 6 и за счет напряжения взаимоиндукции на основной коммутирующей индуктивности 9 увеличивается время, предоставляемое на восстановление тиристору 3.

Следующим управляющим импульсом в момент Т о отпирается тиристор 1. Напряжение взаимоиндукции на основной части коммутирующего дросселя 10 во время второй половины полуволны тока через тиристор 6 увеличивает время, предоставляемое на восстановление тиристора 4. В дальнейшем процесс в инверторе повторяется.

Изменяя величину магнитной связи основной и дополнительной частей можно регулировать момент перехода обратного напряжения через нуль.

Принцип подразделения коммутирующих дросселей на дополнительные 13 — 18, магнитосвязанные встречно с соответствующими основными 7 — 12, с целью увеличения времени, предоставляемого тиристорам 1 — 6 на восстановление при отпирании их через половину полуволны тока, протекающего через тиристоры, может быть применен также для схемы последовательного несимметричного инвертора (фиг. 3).

Разделение коммутирующих дросселей на основную и дополнительную части с соответствующими встречными магнитными связями соседних ячеек можно распространить на все многоячейковые полумостовые и несимметричные схемы инверторов при отпи1О рании тиристоров через половину полупериода, протекающего через тиристоры.

Возможен вариант разделения коммутирующих дросселей на дополнительные и основные части и осу ществление магнитной связи между ними в последовательных инверторах с четным количеством ячеек, в данном случае для двухячейкового инвертора (фиг. 4).

Формула изобретения

Многоячейковый инвертор, содержащий подключенные между входными выводами два последовательно соединенных плеча каждой ячейки, общая точка которых через собственный коммутирующий конденсатор

25 соединена с выводом для подключения нагрузки, второй вывод которой образует общая точка конденсаторов фильтра, соединенных последовательно и включенных между входными выводами, причем каждое плечо выполнено в виде последовательной цепочки из тиристора и коммутирующего дросселя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет увеличения времени, предоставляемого тиристором для восстанов. пения, коммутирующий дроссель разделен на основную и дополнительную части, причем каждая дополнительная часть дросселя каждой ячейки магнитосвязана встречно с основной частью дросселя соседней ячейки.

1203674

Редактор Н. Бобкрва

Заказ 8428/59

Составитель В. Авдеев

Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4