Инвертор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

))i) 528673

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31.03.75 (21) 2118895/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.76. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 08.10.76

Государственный комитет

Совета кеинистров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.314.572 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Пацкевич, Ю. M. Зинин и А. М. Уржумсков

Уфимский нефтяной институт (71) Заявитель (54) ИНВИРтОР соединенные через первичные обмотки коммутирующих трансформаторов, вторичные обмотки которых включены последовательно с диодами и параллельно между собой, дроссель с обратным вентилем и дополнительный конденсатор (3).

Повышение выходной частоты этого инвертора требует решения проблемы снижения коммутационных перенапряжений, возникаю)и щих при обрыве тока обратных вентилей. Коммутационные перенапряжения, возникающие на коммутирующих индуктивностях, прикладываются к вентилям инвертора и могут привести к их повреждению.

)5 Для повышения надежности инвертора путем снижения перенапряжений на коммутирующих индуктивностях в предлагаемом инверторе дополнительный конденсатор шунтирован диодом и подключен параллельно указанным вторичным обмоткам и диодам.

На чертеже дана принципиальная схема описываемого инвертора.

Инвертор содержит ячейки 1 — 3, тиристоры

4 — 7, коммутирующие трансформаторы с первичной 8 и вторичной 9 обмотками, неуправляемые вентили 10 — 12, разделительный конденсатор 13 фильтра, нагрузку 14, дополнительный конденсатор 15, дроссель 16 фильтра зо и коммутирующие конденсаторы 17, Изобретение может быть использовано в электротермических установках различного назначения, в частности для индукционного нагрева металлов токами высокой частоты.

Известны инверторы, в которых коммутирующие индуктивности выполнены в виде трансформаторов, вторичные обмотки которых через вентили подключены к дополнительному конденсатору (1J.

Известны также многоячейковые инверторы, содер кащие тиристорные ячейки с нагрузкой, включенной последовательно с конденсатором, имеющие ограничение перенапряжений (2, 3J

Однако известные схемы инверторов при выполнении их на повышенную частоту недостаточно эффективны в ограничении перенапряжений на вентилях, что снижает надежность инверторов. Это объясняется высокой скоростью изменения токов в колебательных цепях инвертора, вызывающей появление опасных коммутационных перенапряжений, особенно при отключении полупроводниковых вентилей.

Известные схемы ограничивают коммутационные перенапряжения на предельно допускаемом уровне и неэффективны при повышении частоты инвертирования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является инвертор, содержащий тиристорные мосты с коммутирующими конденсаторами в диагонали, параллельно (51) М. Кл. - Н 02М 7/515

528673

»

30

45

Пусть в исходный момент времени коммутирующие конденсаторы 17 инверторных ячеек

1 — 3 заряжены с полярностью, указанной на чертеже.

При включении тиристоров 4 и 5 ячейки 1 по цепи: обмотка 8 — тиристор 4 — конденсатор 17 — тиристор 5 — конденсатор 13 — нагрузка 14 начинает протекать колебательный ток перезаряда коммутирующего конденсатора 17 этой ячейки. Через нагрузку 14 протекает первая полуволна колебательного тока, В момент перехода тока перезаряда через максимум напряжение на вторичной обмотке

9 коммутирующего трансформатора ячейки 1 меняет полярность и включается вентиль 10 этой ячейки.

С возрастанием тока через вентиль 10 уменьшается ток через тиристоры 4 и 5 и они вы ключ аются.

Запасенная в коммутирующем трансформаторе энергия через вентиль 10 передается конденсатору 15, и на нем появляется напряжение с полярностью, указанной на чертеже.

Величина этого напряжения зависит от количества энергии, запасенной в коммутирующем трансформаторе, и величины емкости конденсатора 15.

Вентиль 10 выключается, когда вся энергия перейдет в конденсатор 15. При выключении вентиля 10 на обмотках 8 и 9 возникают коммутационные перенапряжения, так как сразу после спадания прямого тока вентиль пропускает обратный ток, обусловленный наличием напряжения на конденсаторе 15, а затем резко обрывает его.

Разряд конденсатора 15 происходит в течение паузы, когда через него протекает ток входного дросселя.

Вентиль 11 не позволяет изменяться полярности напряжения на конденсаторе 15.

Затем включаются тиристоры 4 и 5 ячейки

2 и описанные процессы протекают аналогично, а в нагрузке 14 формируется вторая полуволна тока.

Аналогично протекают процессы в инверторе и при включении тиристоров 4 и 5 ячейки 3.

Коммутирующие конденсаторы 17 заряжаются с полярностью, противоположной указанной на чертеже, и в результате создаются условия для включения очередных тиристоров 6 и 7 в каждой из ячеек.

По окончании проводимости тиристоров 6 и 7 ячейки 3 заканчивается полный цикл раб оты и н вер тор а.

В инверторе осуществляется умножение частоты выходного тока, так как ячейки работают поочередно, и в нагрузке формируется полный период тока в течение проводимости тиристоров каждой ячейки и паузы.

В течение паузы при работе инвертора конденсатор 15 разряжается до нуля через нагрузку 14, вентиль 12 и входной дроссель 16.

Возврат избыточной реактивной энергии с коммутирующего трансформатора источнику питания ограничивает напряжение на элементах инвертора при работе на колебательную нагрузку, меняющуюся в широких пределах, а низкое напряжение, при котором начинается процесс возврата реактивной энергии, значительно снижает перенапряжение на элементах схемы, что позволяет повысить надежность инвертора.

Формула изобретения

Инвертор, содержащий тиристорные мосты с коммутирующими конденсаторами в диагонали, параллельно соединенные через первичные обмотки коммутирующих трансформаторов, вторичные обмотки которых включены последовательно с диодами и параллельно между собой, дроссель с обратным вентилем и дополнительный конденсатор, о т л и ч а ющийся тем, что, с целью повышения надежности, дополнительный конденсатор шунтирован диодом и подключен параллельно указанным вторичным обмоткам и диодам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Ю. С. Забродин «Узлы принудительной конденсаторной коммутации тиристоров», М., Энергия, 1974, стр. 117.

2. Авт. св. № 221039, кл. Н 02М 5/42, 1966.

3, Авт. св. № 367510, кл. Н 02М 5/42, 1973, 528673

Г

1 1

Составитель И. Галиева

Редактор А. Пейсоченко

Корректор E. Хмелева

Техред E. Подурушина

Заказ 1970/10 Изд. № 1590 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2

1