Автономный инвертор

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти широкое применение в установках питания токами высокой частоты электромагнитных кристаллизаторов . Целью является повышение КПД инвертора. Устройство содержит тиристоры 6-9 с обратными диодами 10-13. Коммутирующие конденсаторы 14-17 соединены с коммутирующими дросселями 18-21 и нагрузкой 22. Дроссели 18-21 попарно магнитосвязаны. Благодаря введению взаимоиндукции между нагрузочным (полезным ) и внутренним (паразитным) контурами инвертора увеличивается индуктивное сопротивление паразитного контура, уменьшается уравнительный ток, увеличиваются ток нагрузки и выходная мощность инвертора. 2 ил. оо со со 00 СА5 СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„! 339S35 (511q Н 02 М 7/523

ICF<;A w? ":;;;

1 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 987765 (21) 3968949/24-07 (22) 28.10.85 (46) 23.09.87. Бюл. № 35 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) А. А. Шуляк, Н. П. Попов, E. И. Снятков и Ю. И. Болотовский (53) 621.314.572 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 987765, кл. Н 02 М 7/523, 1981. (54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти широкое применение в установках питания токами высокой частоты электромагнитных кристаллизаторов. Целью является повышение

КПД инвертора. Устройство содержит тиристоры 6 — 9 с обратными диодами 10 — 13.

Коммутирующие конденсаторы 14 — 17 соединены с коммутирующими дросселями

18 — 21 и нагрузкой 22. Дроссели 18 — 21 попарно магнитосвязаны. Благодаря введению взаимоиндукции между нагрузочным (полезным) и внутренним (паразитным) контурами инвертора увеличивается индуктивное сопротивление паразитного контура, уменьшается уравнительный ток, увеличиваются ток нагрузки и выходная мощность инвертора. 2 ил.

1339835 (7) так как 20= М сйу

214 =- I0(L!8+Ьо+2М) U I I = Ui 4 (! 6 U IS, (3) Изобретение относится к преобразовательной технике, может найти широкое применение в индукционно-тиристорных комплексах при литье алюминия в электромагнитный кристаллизатор и является усовершенствованием устройства по авт. св.

Х2 987765.

Цель изобретения — повышение КПД инвертора за счет снижения величины уравнительных токов.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема автономного инвертора; на фиг. 2 — временные диаграммы тока нагрузки .

Автономный инвертор содержит подключенные к источнику 1 питания последовательные цепочки из входных дросселей 2 — 5 и встречно-параллельно соединенных тиристоров 6 — 9 и диодов 10 — 13. Коммутирующие

LC-цепочки состоят из коммутирующих конденсаторов 14 — 17 и дросселей 18 — 21 и подключены к нагрузке 22.

Инвертор в квазиустановившемся режиме работает следующим образом.

При подаче управляющего сигнала на тиристор 6 коммутирующие конденсаторы 14 и 15, заряженные в начальный момент времени tp (фиг. 2) с полярностью, указанной на фиг. 1, перезаряжаются через коммутирующий дроссель 18, магнитосвязанный с коммутирующим дросселем 20, открытый тиристор 6, диод 13, дроссель 19, магнитосвязанный с дросселем 21, и нагрузку 22.

Рассматривают баланс напряжений на элементах контура перезаряда: 14, 18, 6, 13, !9, 15, 22 и 14, при отсутствии магнитной связи между дросселями 18 и 20, 19 и 21 соответственно. Индуктивность l и емкость

С всех коммутирующих LC-цепочек считают одинаковыми L18=L19=L20=L21=L и

С! 4= C15= С16= С17= С. Это упрощает дальнейшие выкладки, не нарушая общности рассуждений. 14+ U16 — U18+ U20+ 22 или

2UI4=2UI8+U22, где U — напряжение на соответствующем элементе.

При этом

U I S= U14 = U I 4 (2) гдеiI .„ — ток в нагрузке 22;

R„ — сопротивление нагрузки 22.

Одновременно для контура: 14, 18, 6, 11, 20, 16 и 14, предположив, что диод 11 заперт, можно записать для напряжения на диоде 11 с учетом (2)

U11 U 14 U16 U14+

I„Я (4) или

2 (11 2 16> (5)

2U16 напряжение на диоде Ull)0 при R )

1н

В этом случае диод 22 открыт и по контуру: 14, 18, 6, 11, 20, 20, 16 и 14, протекает, минуя нагрузку, паразитный уравнительный ток 4, приводящий к дополнительным потерям энергии в паразитном контуре, что снижает КПД инвертора. При этом для паразитного контура справедливо

14 — U16= UI 8+ U20 — LY 4 где Zz — сопротивление коммутирующих

10 дросселей 18 и 20 (для синусоидального тока 24=40(18+L20), где 10 — резонансная частота схемы).

Отсюда величина уравнительного (паразит15 (6)

401(18+ -20)

С

Введение магнитной связи между коммутирующими дросселями 18 и 20 (19 и 21) соответственно при согласном их включении создает дополнительное запирающее диод I I напряжение на дросселе 20:

25 U l = U14 — U16 — U I 8 — U20, где М вЂ” взаимная индуктивность дросселей 18 и 20.

С учетом (2) UII=UI4 — U 6 — Uis — U20 и диод 11 открыт (UII)0) при

2((!16+ 4Ю)

35 и т. е. паразитный контур образуется при большем значении сопротивления нагрузки, что существенно расширяет нагрузочный диапазон инвертора. Если все же диод 11 откры40 вается, для контура 14, 18, 6, 11, 20, 16 и 14, магнитосвязанного с контуром: 14, 18, 6, 13, 19, 15, 22 и 14, справедливо

U l 4 — U16= U I s+ U20=Iy н

45 где 1„ — уравнительный ток паразитного контура. или

50 14 (16 !

02(LIS+ L2p+2M) 1 1

1ГфЯiтй Vc (L M)

55 сравнение амплитуды А этого тока с амплитудой тока паразитного контура без магнитной связи показывает, что амплитуда в этом случае меньше

1339835

IJ U) 6

Acyr

Ьа+1 о айаг(Ь1Ь+ Ь*0 ЯМ) очаг йЬ+ Я) LH иг, Составитель И.Жеребина

Редактор Н. Рогулич Техред И. Верес Корректор E. Рошко

Заказ 4242/53 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород. ул. Проектная, 4

1+ - ) 1, так как М =О.

Ь+М

Аналогичные процессы происходят в паразитных контурах: 17, 21, 8, 13, 19, 15 и 17;

16, 20, 7, 10, 18, 14 и 16; 15, 19, 9, 12, 21, 17 и 15 соответственно.

Формула изобретения

Автономный инвертор по авт. св.

5 № 987765, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД за счет снижения величины уравнительных токов, дроссели коммутирующих LC-цепочек, подключенные через коммутирующие конденсаторы к одному выходному выводу, выполнены попарно магнитосвязанными, причем один дроссель присоединен к своему коммутирующему конденсатору начальным, а второй дроссель концевым выводом.