Автономный инвертор

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б. использовано в качестве источника питания высокой частоты для индукционных установок . Целью изобретения является повышение надежности и улучшение гармонического состава выходного тока. Устр-во содержит мост на тиристорах 1-4. Последовательно с конденсатором 5 включена первичная обмотка 12 вольтодобавочного трансформатора. Вторичная обмотка 13 трансформатора соединена со средним выводом 14 нагрузки и с общей точкой обратных диодов 9, 11. Нагрузка 15 соединена с разделительными конденсаторами 8,10. В схеме ограничивается напряжение на злементах схемы. Диоды 9, 11 работают как при спаде тока коммутирующего Контура, так и при нарастании, при этом повышается уровень первой гармоники выходного тока. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (д1) 4 Н 02 М 7/523

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР (Р 3

Ю 3

CO

17

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTKPblTVM (21) 4097394/24-07 (22) 05.08,86 (46) 30.01.88. Бюл. У 4 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (72) А.С. Васильев, С.В. Дзлиев, Е.М. Силкин и Ю.И. Блинов (53) 621.314.572(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 951607, кл, Н 02 М 7/523, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 877779, кл. Н 02 М 7/523, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 5877578, кл. Н 02 М 7/523, 1975. (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б. использовано в качестве источника питания высокой частоты для индукционных установок. Целью изобретения является повышение надежности и улучшение гармонического состава выходного тока.

Устр-во содержит мост на тиристорах

1-4. Последовательно с конденсатором

5 включена первичная обмотка 12 вольтодобавочного трансформатора ° Вторичная обмотка 13 трансформатора соединена со средним выводом 14 нагрузки и с общей точкой обратных диодов 9, 11. Нагрузка 15 соединена с разделительными конденсаторами 8, 10. В схеме ограничивается напряжение на элементах схемы. Диоды 9, 11 работают как при спаде тока коммутирующего контура, так и при нарастании, при этом повышается уровень первой гармоники вьг одного тока, 2 ил.

1 13707

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания высокой частоты для индукционных установок.

Целью изобретения является повышение надежности и улучшение гармонического состава выходного тока.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого инвертора; на фиг. 2 — возможные варианты подключения нагрузки.

Инвертор содержит мост на тиристорах 1-4 с коммутирующим конденсатором 1г

5 в диагонали, связанный с входными выводами через последовательно соединенные входной дроссель 6 и индуктивный элемент 7, общая точка которых соединена с выходным выводом через разделительный конденсатор 8, обратный диод 9, дополнительный разделительный конденсатор 10, дополнительный диод 11. Первичная обмотка

12 вольтодобавочного трансформатора соединена с конденсатором 5, вторичная обмотка 13 связана одним концом с общей точкой обратных диодов, соединенных в последовательную цепь, связанную концами с выходными выводами через разделительные конденсаторы, а другим — со средним выводом 14 нагрузки 15, подключенной к выходным выводам 16 и 17 инвертора.

В установившемся режиме инвертор работает следующим образом.

При отпирании тиристоров какой-либо диагонали, например тиристоров t, 4, начинает протекать ток перезаряда коммутирующего конденсатора 5 по це- 40 пи 5-12-4-10-15-8-7-1-5. Полярность напряжения на конденсаторе показана на фиг. 1. Если принять эа начала первичной 12 и вторичной 13 обмоток вольтодобавочного трансформатора кон- 45 цы, как указано на фиг.1, то далее процессы в схеме. будут идти следующим образом. Если напряжение на вторичной обмотке ("+" слева) выше, чем сумма напряжений на разделительном конден- 5р саторе 10 и части нагрузки, подключенной к выводам 14 и 17, то отпирается диод 9. Образуется дополнительный контур перезаряда конденсатора 5, контур 5-12-4-9-13-14-16-8-7-1, в котором обмотки вольтодобавочного трансформатора включены встречно,эквивалентная индуктивность контура ниже, чем в контуре 5-12-4-10-15-808 2

7-1-5, а емкость выше. Волновое сопротивление контура 5-12-4-9-13-1416-8-6-1 меньше, чем волновое сопротивление контура 5-12-4-10-15-8-7-15, и, следовательно, процессы в нем идут интенсивнее (с большими амплитудами токов и т.д.). Это приводит к более быстрому на начальном этапе нарастанию тока через нагрузку. Одновременно при работе диода 9 снижается потребление энергии схемой от источника питания, т.е, излишняя энергия, запасенная в коммутирующем конденсаторе 5 на предыдущих интервалах работы, потребляется в нагрузке, чем предотвращается "раскачка" напряжения на вентилях и реактивных элементах схемы. Как только сумма напряжений на выводах 14 и 17 и конденсаторе 10 станет выше напряжения на обмотке

13, диод 9, выключается. Конденсатор

5 продолжает перезаряжаться по единственному контуру 5-12-4-10-15-8-71-5. Параметры инвертора рассчитаны так, что ток перезаряда конденсатора

5 имеет колебательный характер. Как только напряжение на нагрузке 15 превысит сумму напряжений на конденсаторах 10 и 8, отпираются оба обратных диода 9 и 11 ° При этом напряжение на нагрузке 15 ограничивается на уровне суммы напряжений на разделительных конденсаторах. Потребление энергии схемой от источника питания снижается.

После прохождения колебательного тока через максимум напряжение на первичной и вторичной обмотке вольтодобавочного трансформатора изменяет знак и начинает расти. При этом возможны два режима. Диод 9 закрывается, когда сумма напряжений на конденсаторе 10, выводах 14 и 17, обмотке 13 становится для него отрицательной. Диод 11 в зависимости от режима может остаться в открытом состоянии или закрыться. Если сумма напряжений на части нагрузки, подключенной к выводам 14 и 16, конденсаторе 8, обмотке 13 отрицательна для диода 11, он выключается и ток перезаряда конденсатора 5 продолжает протекать по контуру 5-12-4-10-15-8-71-5. Если (режим "1") диод 11 остается во включенном состоянии, то часть электромагнитной энергии, накопленной в обмотках вольтодобавочного трансформатора, поступает на подза1370708

ВНИИПИ Заказ 425/52 Тираж 665 Подписное

1ронэв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Просктная, 4 ряд конденсатора 8. При этом ток в нагрузке изменяет направление. Ток тиристоров интенсивно спадает, и они выключаются. Диод 11 остается в работе до тех пор, пока не израсходуется электромагнитная энергия, накопленная в обмотках 12 и 13, после чего он выключается.

При отпирании тиристоров 3 и 2 диод 11 снова может вступить в работу, если напряжение на обмотке 3 ("+" справа) оказывается больше суммы напряжений на конденсаторе 8 и выводах 14 и 16, или продолжить работу, если на предыдущем интервале он оста- 15 вался во включенном состоянии. В обоих случаях возникает дополнительный контур перезаряда конденсатора 5, контур 5-2-10-17-14-13-11-7-3-12-5, существование которого приводит к снижению уровня потребления энергии схемой от источника питания. Далее процессы в инверторе повторяются.

В другом режиме диод 11 включается, если напряжение на обмотке 13 25 по мере спада тока перезаряда конденсатора 5 превышает сумму напряжений на конденсаторе 8 и выводах 14 и

16, При этом энергия, накопленная в обмотках вольтодобавочного трансфор- ЗО матора, поступает на подзаряд конденсатора 8. Ток в нагрузке изменяет направление, а ток тиристоров интенсивно спадает и они выключаются. Далее процессы аналогичны процессам режима " 1".

Так как диоды 9 и 11 работают как при спаде тока коммутирующего контура, так н при нарастании, повышается уровень первой гармоники выходного тока.

Фо р мул а и э об р е т е ни я

Автономный инвертор, содержащий тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали, подключенный к входным выводам через последовательно соединенные входной дроссель и индуктивный элемент, общая точка которых соединена с первым выводом цепи нагрузки через разделительный конденсатор, обратный диод, анодом соединенный с катодной группой моста, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения гармонического состава выходного тока, введены вольтодобавочный трансформатор, дополнительный разделительный конденсатор и дополнительный обратный диод, причем катод дополнительного обратного диода соединен через разделительный конденсатор с первым выходным выводом, анод— с катодом обратного диода, анод которого соединен через дополнительный разделительный конденсатор с вторым выводом цепи нагрузки, первичная обмотка вольтодобавочного трансформатора включена последовательно с коммутирующим конденсатором, а вторичная его обмотка .подключена одним концом к общей точке обратных диодов, а дру= гим — к среднему выводу цепи нагрузки.