Последовательный инвертор

 

О П И С А-Х-И--ЕИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 624344

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

2 (22) Заявлено 01.03.77 (21) 2456700/24 07 (51) М. Кл.

Н 02 М 7/515 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15,09.78,Бюллетень ¹ 34 (45) Дата опубликования описания 07.0в. ГЗ

Государственный комитет

Совета Министров СССР

mr делам изобретений и открытий (53) УДК 621.314. . 57 (088. 8) М. М. Акодис, В, В. Дрягин, Ю. И. Курашко, С. Ю. Кропотухин и В. А, Глухих (72) Авторы изобретения

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

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано, в частности, в статических преобразователях частоты со звеном постоянного тока, например для индукционного нагрева.

Известны схемы автономных последовательных инверторов, содержащие два и более тиристорных моста с включенными в диагональ переменного тока коммутирующими элементами, и нагрузку, включенную параллельно другой диагонали моста через разделительный конденсатор (1), (2). Недостаток этих схем состоит в невысокой надежности их работы.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является автономный последовательный инвертор (3), в котором для обеспечения надежного отпирания обратных тиристоров импульсы управления на них подаются как с независимой системы управления, так и через трансформаторы тока, включенные в цепь основных тиристоров. Такое дублирование управления обратных тиристоров необходимо для надежного отпирания обратных тиристоров при работе инвертора на индуктивную нагрузку.

Недостатком такой схемы является отсутствие достаточной надежности работы обратных тиристоров при изменении скомпенсированной, или чисто активной нагрузки в широких пределах. Например, при болье ших сопротивлениях нагрузки за счет роста напряжения на ней «горение» обратных тиристоров может проходить в два интервала.

На первом интервале тиристор отпирается импульсами от схемы управления, затем тиристор запирается под действием обратного напряжения, прикладываемого к нему вследствие перезаряда коммутирующего конденсатора. После этого происходит самопроизвольное отпирание обратного тиристора на втором интервале, во время отпирания очередного прямого тиристора. Это происходит из-за того, что время существования обратного напряжения на этом тиристоре недостаточно для восстановления его запирающей способности. Окончательное за в пирание обратного тиристора происходит после перезаряда коммутирующего конденсатора в течение полупериода работы очередного прямого тиристора. Таким образом, при больших сопротивлениях нагрузки режим работы обратных тиристоров не обеспечпва624344 ет достаточной надежности, так как неуправляемое отпирание тиристоров недопустимо для их надежности эксплуатации.

B т0 же время необходимость в работе обратных тиристоров отпадает при работе на большие сопротивления нагрузки, так как режим работы инвертора характеризуется как апериодический и рост напряжения на элементах инвертора практически отсутствует без дополнительного сброса энергии.

Все это не обеспечивает достаточной надежности функционирования инвертора в целом.

Целью изобретения является повышение надежности работы инвертора.

Это достигается тем, что в последовательный инвертор, содержащий два преобразовательных моста, тиристоры каждого из которых соединены с выходами распределителя импульсов системы управления и зашунтированы обратными вентилями, связанными с блоком управления, коммутирующие LC-контуры, включенные каждый в диагональ переменного тока соответствующего моста, причем диагонали постоянного тока обоих мостов соединены с выходными выводами инвертора через разделительный конденсатор, введены датчик выходного напряжения, пороговый элемент и схема совпадения, одни входы которой соединены с пороговым элементом, другие — с выходами распределителя импульсов, а выходы -хемы совпадения связаны с цепями управления обратных вентилей.

На чертеже приведена схема последовательного инвертора.

Инвертор содержиг входной дроссель 1, тиристорные мосты с основными тиристорами 2 и обратными тиристорами 3, коммутирующими цепями, состоящими из конденсаторов и дросселей 5, разделительный конденсатор б, нагрзку 7, датчик напряжения 8, пороговый элемент 9, схемы совпадения 10 и распределитель 11 системы управления основными тиристорами.

Инвертор работает по разному в зависимости от величины сопротивления нагрузки и выходного напряжения. При малом сопротивлении нагрузки напряжение на выходе инвертора и, следовательно, датчика напряжения 8, невелико и недостаточно для срабатывания порогового элемента 9. При этом на выходе порогового элемента 9 имеется единичный логический сигнал, поступающий на одни входы схемы совпадения 10, что соответствует разрешению прохождения управляющих сигналов на обратные тиристоры 3 в соответствии с необходимой очередностью их работы.

С ве, III 1ением сопротивления нагрузки, напряжение на ней также увеличивается, токи протекающие в инверторс могут при этом быть близки к апериодическим и напряжение на нагрузке возрастает. Напряжение срабатывания порогового элемента выбирается таким, что срабатывание порогового элемента происходит при напряжении на нагрузке, соответствующем появлению режима самопроизвольного повторного отпирания обратных тиристоров. Таким ооразом, при увеличении сопротивления нагрузки и росте выходного напряжения инвертора, срабатывает пороговый элемент, на выходе его появляется нулевой логический сигнал, при этом запрещается прохождение управляющих сигналов на обратные тиристоры.

На энергетические характеристики такое отключение обратных тиристоров не сказывается, так как оно происходит при больших

20 сопротивлениях нагрузки, когда нет необходимости в отводе энергии от коммутирующего конденсатора. Такое выполнение инвертора позволяет обеспечить надежную работу обратных тиристоров в широком диа25 пазоне изменения сопротивления нагрузки, позволяет автоматически выбирать режим работы инвертора.

Формула изобретения

Последовательный инвертор, содержапгнй два преобразовательных моста, тиристоры каждого из которых соединены с выходами распределителя импульсов системы управления и зашунтированы обратными вентилями, связанными с блоком управления, коммутирующие LC-контуры, включенные каждый в диагональ переменного тока соответствующего моста, причем диагонали постоянного тока обоих мостов соединены с выходными выводами инвертора через разделительный конденсатор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены датчик выходного напряжения инвертора, пороговый элемент и схема совпадения, одни входы которого подключе45 ны к пороговому элементу, другие — к выходам распределителя импульсов, а выходы схемы совпадения связаны с цепями управления обратных вентилей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 490243, кл. Н 02 М 7/515, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Хо 353322, кл. Н 02 М 5/42, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

Хо 499639, кл. Н 02 М 7/515, 1975.