Автономный последовательный инвертор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 535695

Саюэ Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 31.08.73 (21) 1957059/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.76. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 18.11.76 (51) М. Кл.з Н 02М 7/515

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621.314.572 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. М. Акодис, В. В. 1Иипицын, В. С. Ухов и В. И. Дягилев

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (71) Заявитель (54) АВТОНОМНЪ|Й ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и предназначено преимущественно для питания током повышенной частоты резко переменной нагрузки, например, индукционной нагревательной установки или магнитострикционного преобразователя.

Известны автономные последовательные инверторы, содержащие подключенные через дроссели фильтра к входным зажимам вентильный мост с узлом коммутации. Недостатком этих инверторов является повышение напряжения на нагрузке с ростом ее сопротивления, вызывающее уменьшение времени предоставляемого для восстановления управляемости вентилей и срыв инвертирования. Во многих случаях и само колебание напряжения на нагрузке недопустимо, так как затрудняется обеспечение стабильного режима работы нагрузочного контура.

Известен также автономный последовательный инвертор, содержащий подключенный через дроссели фильтра к входным зажимам вентильный мост с узлом коммутации, подключаемую параллельно мосту последовательную цепь из нагрузки и дгух разделительных конденсаторов, а также двух диодов. Однако, при этом снижается эффективность ограничения выходного напряжения при немагнитной детали, при пустом индукторе и устройство неприменимо вообще при отсутствии индуктора.

Целью изобретения является ограничение напряжения на нагрузке при ее изменении.

Это достигается тем, что каждый из указанных диодов подключен между общей точкой нагрузки и разделительного конденсатора и между зажимом другого разделительного конденсатора.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого инвертора при одном вснтиль10 ном мосте; на фиг. 2 — то же, при последовательном соединении двух вентильных мостов; на фиг. 3 — то же, при одномостовой комбинированной схеме с разделенными фильтровыми и коммутирующими конденсаторами.

15 Инвертор (фиг. 1) содержит следующие элементы: 1 — 4 — тиристоры, 5 — 8 — встречные вентили, 9 — коммутирующий конденсатор, 10, 11 соответственно внутренний и внешний коммутирующие дроссели, 12, 13 — разделитель20 ные конденсаторы, 14 — нагрузка (активпо-индуктивная), 15 — компенсирующий конденсатор, 16, 17 — дополнительные диоды, 18, 19— фильтровые дроссели.

Тиристоры 1 — 4 включены в одвофазный

25 мост, причем каждый из тиристоров шунтирован встречным диодом 5 — 8 соответственно.

В диагональ из тиристоров 1 — 4 включен узел коммутации из последовательно соединенных коммутирующих конденсатора 9 и

З0 дросселя 10. Последовательная цепь из разде535695 лительных конденсаторов 12, 13 и нагрузки 14, шу нтированной компенсирующим конденсатором 15, подключена через внешний коммутирующий дроссель 11 к зажимам постоянного тока моста тиристоров 1 — 4. Между положительным зажимом и общей точкой разделительного конденсатора 12 и вентильного моста

1 — 4 подключен фильтровый дроссель 18. Между отрицательным зажимом и общей точкой разделительного конденсатора 13 подключен фильтровый дроссель 19. К зажимам нагрузки

14 подключены соответственно анод дополнительного диода 16 и катод дополнительного диода 17. Другие электроды дополнительных диодов 16, 17 подключены соответственно к общим точкам разделительных конденсаторов

12, 13 и фильтровых дросселей 18, 19.

Инвертор работает следующим образом.

При отпирании, например, прямых управляемых вентилей 1, 4 через элементы контура инвертора и нагрузку протекает высокочастотный импульс тока по следующей цепи: конденсатор 12, тиристор 1, дроссель 10, конденсатор

9, тиристор 4, дросссль 11, конденсатор 13, нагрузка 14, конденсатор 15, конденсатор 12.

При изменении направления высокочастотного импульса тока тиристоры 1, 4 запираются и проводят импульс тока разряда коммутирующего конденсатора встречные вентили 8, 5.

Затем включаются очередные тиристоры 2, 3 и через них и через нагрузку аналогично протекает импульс тока по следующей цепи: конденсатор 12, тиристор 2, конденсатор 9, дроссель 10, тиристор 3, дроссель 11, конденсатор

13, нагрузка 14, конденсатор 15, конденсатор

12. При изменении направления тока протекает импульс тока в этом же контуре через встречные вентили моста 7, 6. Через нагрузку

14 протекает переменный высокочастотный ток. При увеличении сопротивления нагрузки

14 на ней растет напряжение. Когда напряжение на нагрузке 14 превысит напряжение на конденсаторах 12 и 13, включаются вентили

16 и 17, и дальнейший рост напряжения на нагрузке 14 и компенсирующем конденсаторе 15 прекращается. Это позволяет ограничить рост напряжения на нагрузке и затем поддерживать его на неизменном уровне. Это одновременно предотвращает снижение времени для

1о восстановления управляемости тиристоров.

Без применения вентилей 16, 17 при росте сопротивления нагрузки время для восстановления управляемости тиристоров может снизиться до нуля, что приводит к опрокидыванию

15 инвертора. Применение вентилей 16, 17 позволяет обеспечить нормальный режим работы инвертора как на загруженный, так и на пустой индуктор, а также на любую нагрузку без индуктора.

2о Предлагаемое устройство стабилизации напряжения на нагрузке может быть применено и в схемах с последовательным соединением вентильных мостов (фиг. 2) и в одномостовой комбинированной схеме с разделенными филь25 тровыми и коммутирующими конденсаторами (фиг. 3).

Формула изобретения

Автономный последовательный инвертор, со30 держащий подключенный через дроссели фильтра к выходным зажимам вентильный мост с узлом коммутации, подключаемую параллельно мосту последовательную цепь из нагрузки и двух разделительных конденсато35 ров, а также двух диодов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью ограничения напряжения на нагрузке, каждый из указанных диодов подключен между общей точкой нагрузки и разделительного конденсатора и между зажимом

40 другого разделительного конденсатора,