Автономный инвертор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Секээ Советских

Социалистическик

Республик (!!) 587578

К АВ1 ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свил-ву— (5!) М. КлР (22) Заявлено 23.0675(2!) 2146704/24-07 с присоединением заявки Plt— (23) Прнорнтет—

Н 02 М 7/515

Гвв!Лэрвтвэвэн! Ээвэтэ1

ВЭЬЬ1э Мээквтрвв COOP

lo льлэа взэ4фэээввй э эткунтк! (43) Опубликовано 05,01.78. Бюллетень М 1 (53) УЙКб21 ° 314 ° 572 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 20. 01.78 (72) вторы изобретения

С.В.Шапиро, Л.И.Гутин, Р.Н.Киямов, В.Г.Казанцев, В.A.Oõîòêèêîâ и В.Е.Новичков (7!) Заявитель

Уфимский авиационный институт им.Орджоникидзе (54) .АВТОНОМНЫИ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в преобразователях,высокой частоты для питания индукционных установс к. 5

Известны инверторы с ограничением максимального уровня напряжения на вентилях моста (1Щ.

B укаэанных инверторах, еодержащих тиристорный мост с коммутирующей це- !О почкой в диагонали и.нагрузкой включенной в цепь разделительного конденсатора, стабилизация напряжения на вентилях моста достигается, эа счет включения неуправляемых вентилей-дно- !б дов встречно-параллельно тиристорам.

При таком включении избыток электромагнитной энергии, запасенной в реактивных элементах моста сбрасываетСя через диоды на разделительную емкость.

Необходимость применения большого количества неуправляемых вентилей ведет к снйжению надежности инвертора в целом.

В инверторах со встречно-параллель- 5 ными диодами обратное напряжение на тиристорах определяется падением напряжения на открытых диодах и составляет величину порядка 1-Зв. Столь малбе обратное напряжение приводит к

3 увеличению времени восстановления тиристоров. Регулировка уровня максимального напряжения на вентилях в инвертарах со встречно-параллельными диодами может осуществляться в основном за счет изменения сопротивления нагрузки.

Наиболее близким к изобретению является инвертор без встречных диодов. с включением нагрузки в цепь разделительного конденсатора )3)

Однако этот инвертор может стабильно работать только при определенных значенйях сопротивления нагрузки. При больших изменениях сопротивления нагрузки (например, нагрузка-индукционный нагреватель ) наблюдается сильная раскачка напряжения на коммутирующем конденсаторе, что ведет к увеличению максимального значения. напряжения на вентилях тиристорного моста выше допустимых значений,и снижает надежность.

Изменение собственной частоты колебательногоо контура в данном инверторе может производиться только дискретно.

Целью изобретения является (повышение надежности при плавном регулировании coáñòâåííîé частоты инвертора.

Поставленная цель достигается тем, что коммутирующий элемент выполнен в виде первичной обмотки вольтодобавоч587578!

О ного трансформатора на сердечнике с регулируемым воздушным зазором, вторичная обмотка которого связана с выходными выводами через разделительный конденсатор и обратный диод.

На фиг.1 представлена принципиальная схема инвертора; на фиг.2 — кривые токов и напряжений на элементах схемы инвертора; на фиг.3 — графическая зависимость относительного напряжения на коммутирующем конденсаторе от коэффициента трансформации вольтодобавочного трансформатора.

Инвертор содержит входной дроссель

1, вспомогательный вольтодобавочный трансформатор, состоящий из обмоток

2 и 3 и сердечника 4, обратный диод 5, разделительный конденсатор 6 и тиристорный мост, состоящий иэ тиристоров

7-10 и коммутирующего конденсатора 11, Автономный инвертор работает следующим образом. В момент включения тиристоров 7,9 коммутирующий конденсатор 11 заряжен полярностью, указанной на фиг ° 1. Ток перезаряда конденсатора

11 после включения тиристоров 7,9 те- 26 чет по цепи, образованной разделительным конденсатором б, обмоткой 2, тиристорами 7,9, конденсатором 11 и нагрузкой, подключенной к выходным выво. дам А,В инвертора. 30

Параметры инвертора.рассчитаны так, что ток перезаряда имеет колебательНый характер.

После прохождения колебательного тока коммутирующей цепи через максимум81 напряжение на обмотке 2 меняет свою полярность, что вызывает смену полярности напряжения также на обмотке 3.

При достижении напряжения на обмотке 3 величины большей, чем величина напряжения на выводах С,В, происходит включение диода 5. При этом электро. магнитная энергия,:накопленная в обмотках вольтодобавочного трансформатора, передается конденсатору б.

Тиристоры 7,9 гаснут в тот момент времени, когда суммарное напряжение на обмотках 2,3 вольтодобавочного трансформатора оказывается меньше напряже ния на коммутирующем конденсаторе 11.

В момент включения тиристоров 8,10 тиристориого моста происходит смена полярности на обмотках, 2,3,и диод 5 запирается. Начинается процесс перезаряда коммутирующего конденсатора и процессы в инверторе повт оряются. 56

Таким образом, в течение одного цикла работы всех вентилей моста на выходе инвертора мы получаем два полных периода напряжения.

На фиг.2 а изображена кривая тока, 9) протекающего через тиристоры 7-10; на фиг.2 б — кривая напряжения на тиристорах 7-10; на фиг. 2 в — кривая напряжения на коммутирующем конденсаторе 11; на фиг.2 r - кривая тока, посте.@; кающего через разделительный конденсатор б и нагрузку; на фиг. 2 д - кривая гока, протекающего через диод 5.

На фиг.З изображена зависимость огносительного максимального напряжения на коммутирующем конденсаторе от коэфФициента трансформации к= — ", ч 2 где Ql " количество витков обмотки

3„.

И вЂ” количество витков обмотки

2.

Из графика следует, что увеличение коэффициента К ведет к росту напряжения на коммутирующем конденсаторе, а следовательно, и максимального напряжения на вентилях моста.

Уровень максимального напряжения на вентилях инвертора будет определяться суммарным напряжением на обмотке 3 и напряжением на обмотке 2 вольтодобавочного трансформатора. Изменяя число витков обмотки 3, можно регулировать уровень максимального напряжения на вентилях при сохранении собственной частоты инвертирования постоянной. Перестройка собственной частоты инверторного контура производится путем изменения воздушного зазора сердечника 4. При этом происходит плавное реI гулирование величины индуктивностей обмоток 2,3 с одновременным сохранением коэффициента трансформации К, Формула изобретения

1.Автономный инвертор, содержащий тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали, связанный со входными выводами через последовательно соединенные входной дроссель и дополнительный индуктивный элемент,, об-) щая точка которых связана с выходным выводом через разделительный конденсатор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в качестве дополнительного индуктивного элемента использована первичная обмотКа вспомогательного вольтодобавочного трансформатора, вторичная обмотка которого связана с выходными выводами через разделительный конденсатор и обратный диод, 2.Автономный инвертор по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью плавного регулирования собственной частоты, вольтодобавочный трансформатор выполнен на сердечнике с регулируемым воздушным зазором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР

9 286043, кл. Н 02 М 7/00, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР

9 300934, кл. Н 02 М 5/42, 1968.

З.Беркович Е.И. и др. Тиристорные преобразователи высокой частоты

М., Энергия, 19/3, с.82,рис.3-36а.

587578

4 из. 2

ЦНИИПИ Закаэ 148/43

Тираж 392 Подписное

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