Последовательный инвертор с обратной связью по напряжению

 

ц 613466

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советвких

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.08.72 (21) 1817120/24-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.78. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 08.06.78 (51) М. Кл е Н 02М 7/72

Государственный комитет

Совета 3Иинистров СССР (53) УДК 621.314.27 (088.8) по лелам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

M. М. Акодис, В. В. Шипицын, В. С. Ухов и В. И. Дягилев (71) Заявитель

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР С ОБРАТНОЙ

СВЯЗЬЮ ПО НАПРЯЖЕНИЮ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для питания током высокой частоты индукционной нагревательной установки.

Известны последовательные инверторы с двумя мостовыми вентильными схемами, через которые нагрузка подключена к одному из полюсов источника питания, соединенному через конденсатор фильтра со средней точкой нагрузки, причем выводы нагрузки через обмотки дросселя фильтра подключены к другому полюсу источника питания (11. Применение дополнительных обмоток на коммутирующих индуктивностях, включенных через диоды к источнику питания, снижает КГ1 (преобразователя, так как обратный ток, загружая оборудование, не выделяет в нагрузке полезной мощности.

Цель изобретения — повышение КПД устройства.

Г1оставленная цель достигается тем, что в последовательном инверторе с обратной связью по напряжению, содержащем две мостовые вснтильныс схемы на тиристорах, во внутреншою диагональ которых включены индуктивно-емкостные последовательные контуры, одна пара одноименных точек внешних диагоналей через внешние коммутирующие индуктивности соединена с одной обкладкой конденсатора фильтра и через дроссель с положительным полюсом источника питания, другая пара точек внешних диагоналей соединена с выводами нагрузки, зашунтированной конденсатором, к среднему выводу которой подсоединена другая обкладка конденсатора фильтра и через дроссель — отрицательный полюс источника питания, а внешние коммутирующие индуктивности снабжены дополнительными обмотками, которые одним концом подсоединены через диоды к конденсатору фильтра, предлагается вторые концы дополнительных обмоток коммутирующих индуктивностей перекрестно подключать к выводам нагрузки.

15 На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого инвертора.

Он содержит тиристоры 1 — 8, диоды 9 и 10, коммутирующие конденсаторы 11 и 12, внутренние коммутирующие индуктивности 13 и

14, внешние коммутирующие индуктивности

15 и 16, дополнительные обмотки 1/ и 18, нагрузку 19, компенсирующий конденсатор 20, конденсатор 21 фильтра, дроссели 22 i 23 фильтра.

2,; Во внутрешиою диагональ дьух мостовых иентильных схем на тиристорах 1 — 8 включены последовательно соединенные коммутирующие конденсаторы 11 или 12 и внутренние коммутирующие индуктивности 13 или 14.

ЗО Нагрузка 19 зашунтирована компенсирую613466

15

25

З0

50 щим конденсатором 20. Дополнительные обмотки 17 и 18 индуктивно сзязаны с обмотками внешних коммутирующих индуктивностей

15, 16. Диоды 9 и 10 включены последовательно с дополнительными обмотками. Одна пара одноименных точек внешних диагоналей вентильных схем через внешние коммутирующие индуктивности 15 или 16 соединена с одной обкладкой конденсатора 21 фильтра, и через дроссель 22 фильтра — с положительным полюсом источника питания, другая пара одноименных точек внешних диагоналей вентильных схем соединена с выводами нагрузки

19, к среднему выводу которой подсоединена другая обкладка конденсатора 21 фильтра, и через дроссель фильтра 23 — с отрицательным полюсом источника постоянного тока.

Диоды 9 и 10 подключены к точке соединения одной обкладки конденсатора 21 фильтра с внешними коммутирующими индуктивностями 15 и 16.

С целью повышения КПД устройства вторые концы дополнительных обмоток 17 и 18 коммутирующих индуктивностей перекрестно подключены к выводам нагрузки 19.

Последовательный инвертор работает следующим образом.

При подаче управляющих импульсов, например на тиристоры 1 и 4, протекает импульс тока по цепи: 21 — 15 — 1 — 13 — 11 — 4—

19 и 20 — 21. При этом через нагрузку 19 импульс тока протекает слева направо. После прекращения этого импульса тока отпираются очередные тиристоры 5 и 8 другой вентильной схемы. При этом импульс тока протекает по цепи: 21 — 16 — 5 — 12 — 14 — 8 — 19 и 20 — 21.

Через нагрузку 19 этот импульс тока протекает справа налево, т. е. в обратную сторону.

После прекращения импульса тока через тиристоры 5 и 8 отпираются очередные тиристоры 2 и 3. При этом снова протекает импульс тока по цепи: 21 — 15 — 2 — 11 — 13 — 3 — 19 и

20 — 21. Через нагрузку 19 этот импульс протекает снова слева направо. Затем отпираются тиристоры 6 и 7, и через нагрузку 19 импульс тока снова протекает в обратную сторону. Далее процесс повторяется.

Таким образом, через нагрузку 19 протекает импульсный переменный ток.

При номинальном сопротивлении нагрузки

19 напряжение на индуктивностях 15 и 16, следовательно, и на дополнительных обмотках 17 и 18, мало и диоды 9 и 10 заперты.

При снижении сопротивления нагрузки 19 напряжение на обмотках 17 и 18 возрастает и диоды 9 и 10 отпираются. Если проводят ток тиристоры 1 и 4 или 2 и 3, то избыточный реактивный ток протекает по цепи: 17 — 9—

21 — 19 — 17. Через нагрузку 19 этот импульс тока протекает в том же направлении, что и основной импульс тока от мостовой вентильной схемы. В течение следующего полупериода, когда проводят ток тиристоры 5 и 8 или

6 и 7, избыточный реактивный ток протекает по цепи: 18 — 10 — 21 — 19 — 18. Этот импульс тока через нагрузку 19 также совпадает по направлению с основным импульсом тока от мостовой вентильной схемы. Таким образом, при снижении сопротивления нагрузки 19 ниже номинального, в течение каждого полупериода избыточный реактивный импульсный ток, обусловленный перенапряжением в контурах коммутации инвертора, протекает через нагрузку 19 в том же направлении, что и основной импульсный ток мостовых вентильных схем, выделяет в ней дополнительную полезную мощность, что повышает КПД инвертора.

Формула изобретения

Последовательный инвертор с обратной связью по напряжению, содержащий две мостовые вентильные схемы на тиристорах, во внутреннюю диагональ которых включены индуктивно-емкостные последовательные контуры, одна пара одноименных точек внешних диагоналей через внешние коммутирующие индуктивности соединена с одной обкладкой конденсатора фильтра и через дроссель — с положительным полюсом источника питания, другая пара точек внешних диагоналей соединена с выводами нагрузки, зашунтированной конденсатором, к среднему выводу которой подсоединена другая обкладка конденсатора фильтра и через дроссель — отрицательный полюс источника питания, а внешние коммутирующие индуктивности снабжены дополнительными обмотками, которые одним концом подсоединены через диоды к конденсатору фильтра, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД устройства, вторые концы дополнительных обмоток коммутирующих индуктивностей перекрестно подключены к выводам нагрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР№264529, кл. Н 02М 5/42; 1971.