Автономный инвертор

 

Союз Соаетскик

Социалистических

Рес ублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИТЕЛЬСТВУ

<„>744874 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 07.04.78 (21) 2600977/24-07 (51)M. Кл.

Н 02 М 7/515 с присоединением заявки М

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытн il (23) Приоритет

Опубликовано 3006.80. Бюллетень М 24

Дата опубликования описания 30.06.80 (53) 74K 621.314. . 572 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Шапиро, Л.П. Костюкова, Н И. Петриди, Е.И. Снятков и Л.Я. Финкельштейн

Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (71) Заявитель (54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти ° применение- в качестве источника питания ультразвуковых электротехнологических установок, .а также для питания других потребителей тока высокой частоты.

Известны тиристорные автономные инверторы, в которых к инвертирующим ячейкам подключены нагрузочные колебательные контуры, настроенные на рабочую частоту, превышающую частоту включения тиристоров (Ц,РЦЗ) .

В этих инверторах достигается умножение рабочей частоты по отно- 15 шению к частоте включения тиристоров, однако кратность умножения и форма выходного тока зависят то характера нагрузки. При низкодобротной нагрузке кратность умножения частоты нез-, 20 начительна. "

Наиболее близким по технической сущности является инвертор, содержащий тиристорный мост с двумя последовательными,, LC-контурами, одни концы которых подсоединены к общей точке двух смежных противофазных плеч моста, второй конец одного

ЬС-контура подключен к общей

30 точке двух других противофазных плеч моста, а второй конец другого LCконтура подключается к этой же точке через выходные зажимы, при этом контур, образованный двумя последовательными LC-контурами и замкну тый через вйходные зажимы, настроен на рабочую частоту, превышающую частоту работы тиристоров.

Процессы перезаряда коммутирующих конденсаторов упомянутых контуров происходят с разной частотой, вследствие чего между контурами через нагрузку протекает циркуляционный ток, частота которого определяется параметрами упомянутого замкнутого контура. Кроме того через нагрузку протекают импульсы тока подпитки колебательных контуров. Частота повторения импульсов этого тока равна частоте работы тиристоров. Таким образом, через нагрузку протекают два тока: циркуляционный и часть тока подпитки, имеющих разную частоту, что ухудшает форму выходного тока.

Пелью настоящего изобретения является улучшение формы выходного тока.

744874

Поставленная цель достигае:»c тем, что в инверторе, содержащем тиристорный мост с двумя коммутирующими последовательными LC-контурами, одни концы которых подсоединены к общей точке двух смежных пративофазных плеч моста, вторые ка :;:,ы т С— контуров подсоединены к конца первичной обмотки выходного трансформатора, средняя точка которой падсаединена к общей точке двух других смежных противофазных плеч моста, При этом в нагрузке, подключаемой ко вторичной обмотке выходного трансформатора, протекает ток, возбуждаемый преимущественно циркуляционным током замкнутого контура, образованного двумя последовательными LC-контурами и первичной обмоткой трансформатора, а также разность токов подпитки двух LCконтуров, величина которой па сравнению с величиной циркуляцион:=.аго тока незначительна. При таком подключении нагрузка оказывается включенной в замкнутый контур, образованный коммутирующими LC-xoerypa>vn< и первичной обмоткой выходного трансформатора. Собственная частота этого замкнутого контура превосходит частоту работы тиристоров, а форма выходного тока получается лучше, чем в известном инверторе.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого инвертора, выполненного на базе мостовой тиристорной ячейки; на фиг. 2 приведены осциллограммы, иллюстрирующие работу инвертора; a) осциллограммы токов, протекающих через тиристоры инвертора (i<); б) осциллограьма тока, протекающего через один из коммутирующих LC-контуров (is ); в) осциллограмма тока, протекающего через нагрузку (i < );

Автономный инвертор (см. фиг. 1) содержит мост тиристорав 1,2,3,4, к общей точке двух смежных противофазных плеч моста подсоединены два последовательных коммутирующих

LC-контура, состоящие иэ дросселей 5 и 6 и конденсаторов 7 и 8.

Другими концами LC-контуры соединяются с концами первичной «бматки 9 выходного трансформатора 10, средняя точка которой соединена с общей точкой двух других смежных противофаэных плеч моста, концы вторичной обмотки 11 выходного трансформатора 10 являются выходными выводами инвертора, к которым подключ ется нагрузка 12. Тиристорный мост папключен к выводам источника питания через входной дроссель 13, параллельно тиристорному мосту включена цепочка, состоящая -иэ последовательно соединенных защитного дросселя 4 и разделительного конденсатора 15.

bQ

Автономный инвертар работает следующим образом.

В установившемся режиме к момен-.у времени вкзпочения t тиристоров

l, 4 напряжения на коммутирующих конденсаторах различны, вследствие чего па цепи 6-5-7-9-8-6 протекает циркуляционный ток, частота которо-.а определяется параметрами элементов 5, 6, 7,. 8, 9, Этот так через в= о:.одной трансформатор передается в н<,грузку )2. Б момент t подается

:м1-ульс управления на тиристоры 1 и тирис "ары открываются и проводят

1:алеба ельный импульс разряда разде:итель юго -;анденсатара 15 (см ° фиг.

"-а) па цепи 14-!, параллельно по цепям 5-7-9 и 6-8-9 и далее по цепи

4-15-14,. Г результате протекания колебате;".ьнагс- имг;ульса тока разряда пандева<-.гo„:à 15 кснтур 6-5-7-9-8-6 пслучае .".:.«апи;.- -..Håpãèè. При этом ко,",ебатель::-;но ток разряда конденсатора 15 разветвляется на два тока в

",елях 5-7-9 и 6-8-9 (см„ фиг. 2б), по дв:л. полов! .нам;-рви най обмотки вы..аднога трансфо,» :àòt.-ðà 9 эти два та;:а протекают встречна. Таким образом, в.нагр,зку ".. вЂ,-е .едается через выходнай тра-:сфарматс::=- 0 талька разность этих двух т -ков. Одновременно в контуре 6-5-7-9-8-6 продолжает протекать циркугтяцианный ток и происходит обмен энергией между конденсаторами

7 и 8.

После прохождения колебательного така разряда конденсатора 15 через

: уль в момент эремени тиристары 1

4 выключаются, и к ним прикладываетcÿ обратное напряжение, под действием которого ани восстанавливают свои запирающле свойства. После выключения тирис..горов 1, 4 в контуре 6-5-7-9-8-6 продолжает протекать циркуляционный так,- ка-.oðû:, через выходной трансформ а..-. .:," 0 -ередается в нагрузку. 8 т--.аыент ваемени t вкпочаются тиристоры 2, 3, контур 6-5-7-9-8-6 получает

o=:.àpeäíóâ порция: энергии, а в нагрузку трансформируются циркуляцианный ток и разность токов подпитки, протекающих через ветви 9-7-5 и 9-8-6 в течение времени t - t (см.фиг.2в)

Па .ученная парц :;. энергии расходуется в нагрузке в результате трансформации циркуляцианного тока контура

6-5-7-9-8-6 через выходной трансформатор 10: К моменту с очередного вкхпочения тиристарав l; 4 заканчивается полный цикл работы инвертора.

В процессе работы инвертора разделлтельный конденсатор 14 непрерывно подзаряжается от источника питания .-..ереэ входной дрос.-ель 13. Частота така нагрузки определяется параметрами элементов, входящих в высокочас".oòèèé контур 6-5-7-9-8-6, и превосходит частоту вк,тлочения тиристоров.

Форма выходного тока определяется формой циркуляционного тока контура

6-5-7-9-8-6, так как величина разности токов подпитки ветвей 5-7-9 и 6-8-9 незначительна по сравнению с величиной циркуляционного тока.

Формула изобретения

Автономный инвертор, содержащий тиристорный мост с двумя коммутирующи- о ми последовательными LC-контурами, одни концы которых подсоединены к общей точке двух смежных противофазных плеч моста, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения формы выходного тока, он снабжен выходным трансформатором, к концам первичной обмотки которого подключены вторые концы последовательных ЬС-контуров, а среди яя точка первичной обмотки соединена с общей точкой двух других смежных противофазных плеч моста.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Донской A,Â., Смородинов В.В.

Тиристорный генератор затухающих колебаний для индукционного нагрева.

Труды УАИ, вып. 48, 1973, с. 97.

2. Артщик А.Д. и др. Генераторы синусоидальных колебаний высокой частоты. Изв. Вузов Радиоэлектроника, В 3, 1968, с. 195, рис. 1.

3. Силовая полупроводниковая техника ФРГ. Под. ред. Е.И. Глуха. ч.2. М., Информэлектро, 1969, рис. 58..

4. Авторское свидетельство по заявке Р 2510594/07, кл. Н 02 М 7/515, 1977 °

744874

Составитель И. Жеребина

Редактор Е. Абрамова Техред О. Легеза

КоРРектоР Е. Папп

Заказ 3677/11 Тираж 783

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Х13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент „ r. Ужгород, ул, Проектная, 4