Последовательный автономный инвертор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()949763 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.01.81 (21) 3228989/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Н 02 М 7/515.Гоеударстееиимй комитет

СССР (53) УДК 621.314. .572 (088.8) Опубликовано 07.08.82. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 07.08.82 по делам изооретеиий и открытий

1" "

И. P. Исхаков,,Л. И. Гутин, А. К. Белкин, Б. В. Юшков, .

И. Н. Таназлы и В. А. Попов (72) Авторы изобретения

Уфимский авиационный институт им. Орджониищае,». (71) Заявитель (54) ПОСЛЕДОВАТЕ,ЛЬНЫЙ АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти широкое применение при индукционной закалке стальных деталей.

Известен последовательный автономный инвертор, содержа ший подключенные к выходным выводам через фильтровые дроссели две группы соединенных попарно-последовательно через коммутирующие дроссели тиристорных мостов с коммутируюшими конденсаторами в диагоналях и под- 10 ключенную паралльно мостам последовательную цепочку из фильтрового конденсатора и выходных выводов, причем каждый коммутирующий дроссель одним концом связан через .дополнительный диод с соответствуюшим фильтровым дросселем, а другим концом соединен с одним электродом вспомогательного диода, при этом дополнительный фильтровый конденсатор включен последовательно с выходными выводами, соединенными с соответствуюшими 20 другими электродами вспомогательных диодов (1).

Недостатками данного инвертора являются, во-первых, заниженный КПД, вызванный наличием постоянной составляющей тока в нагрузке и,во-вторых, невозможность его работы в режимах, близких к холостому ходу.

Известен также последовательный автономный инвертор, содержаший подключенный через дроссели фильтра к входным зажимам вентильный мост с узлом коммутации, подключаемую параллельно мосту последовательную цепь из нагрузки и двух разделительных конденсаторов, а также двух диодов, каждый из которых подключен между общей точкой нагрузки и разделительного конденсатора и между зажимом другого разделительного конденсатора (2) .

Недостаток — заниженный КПД, вызванный наличием постоянной составляюшей тока в нагрузке.

Из известных инверторов наиболее близким к предлагаемому является последовательный автономный инвертор, содержаший два тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналях и подключенную параллельно каждому мосту через первичную обмотку коммутирующего дросселя последовательную цепь из на949763 ние которых к источнику питания необхо20 димо производить через выходной трансформатор. Такими нагрузками являются, например, индукторы для закалки металла.

При использовании в качестве источников питания упомянутых нагрузок данного последовательного автономного инвертора, будут иметь место дополнительные потери в выходном трансформаторе из-за наличия постоянной составляющей тока, что снижает КПД инвертора.

Кроме того, к его недостаткам следует

ВО отнести повышенные массогабаритные показатели и сложность схемы.

Цель изобретения — повышение КПД инвертора с выходным трансформатором.

Поставленная цель достигается тем, что в последовательный автономный инвертор, 35 содержащий два тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналях и подключенную параллельно каждому мосту через первичную обмотку коммутирующего дросселя последовательную цепь

4О из выходных выводов и двух разделительных конденсаторов, соответствующие обкладки которых соединены через фильтровые дроссели с входными выводами, а также две цепи сброса, состоящие каждая из сбрасывающего диода и последовательно с 45 ним соединенной вторичной обмотки коммутирующего дросселя, подключенной к соответствующей обкладке разделительного конденсатора, при использовании выходного трансформатора, последний снабжен вспомогательной обмоткой. включенной в цепь сброса каждого из мостов, подключенную параллельно соответствующему разделительному конденсатору, причем каждая вспомогательная обмотка соединена с основной первичной обмоткой трансформатора одно- 55 именными концами, а число ее витков вдвое меньше числа витков основной первичной обмотки. грузки и двух разделительных конденсаторов, соответствующие обкладки которых связаны через фильтровые дроссели с входными выводами, а каждая цепь сброса содержит сбрасывающий диод и последова5 тельно с ним соединенную вторичную обмотку коммутирующего дросселя, один вывод которой подключен к соответствующей обкладке разделительного конденсатора, а другой к выводам первичной обмотки выходного трансформатора, при этом после- 1о довательно соединенные разделительный конденсатор и часть первичной обмотки коммутирующего дросселя зашунтированы диодом, а соответствующие выводы первичной обмотки выходного трансформатора через тиристоры связаны с отводами фильтровых дросселей, причем каждое плечо моста образовано тиристором и последовательно с ним соединенным дросселем !31.

Имеется целый ряд нагрузок, подключеНа чертеже приведена принципиальная электрическая схема инвертора.

Последовательный автономный инвертор содержит два тиристорных моста 1 и 2 (тиристоры 3 — 6 моста и тиристоры 7—

10 моста 2) с коммутирующими конденсаторами 11 и 12 в диагоналях и подключенную параллельно каждому мосту 1 и 2 через первичную обмотку 13 (14) коммутирующего дросселя (15 (16) последовательную цепь из нагрузки 17 и двух разделительных конденсаторов 18 и 19, соответствующие обкладки которых связаны через фильтровые дроссели 20 и 21 с входными выводами 22, а каждая цепь сброса содержит сбрасывающий диод 23(24) и последовательно с ним соединенную вторичную обмотку 25 (26) коммутирующего дросселя

15(! 6), один вывод которой подключен к соответствующей обкладке разделительного конденсатора 18(19), причем и цепь сброса каждого из мостов 1 и 2 включена дополнительно вспомогательная обмотка

27(28) выходного трансформатора 29, число витков которой вдвое меньше числа витков основной первичнои обмотки 30 трансформатора 29, при этом начало одной вспомогательной обмотки 27 соединено с началом основной обмотки 30, а конец другой вспомогательной обмотки 28 — с концом основной обмотки 30.

Последовательный автономный инвертор в квазиустановившемся режиме работает следующим образом.

Пусть разделительные конденсаторы 18 и 19 нормально заряжены до половинного напряжения источника 22 питания через фильтровые дроссели 20 и 21 и первичную обмотку 30 выходного трансформатора 29 и пусть коммутирующие конденсаторы 1 и 12 имеют полярность напряжения, указанную на чертеже.

При подаче импульсов управления на тиристоры 3 и 5 моста 1 коммутирующий конденсатор 11 начинает колебательно перезаряжаться через первичную обмотку 13 коммутирующего, дросселя 15 и первичную обмотку 30 выходного трансформатора 29, при этом полярность напряжения на обмотках 13 и 25 коммутирующего дросселя 15 такова, что сбрасывающий диод 28 закрыт.

При прохождении тока тиристоров 3 и 5 через максимальное значение, полярность напряжения на обмотках 13 и 25 коммутирующего дросселя 15 меняется на противоположную и как только сумма напряжений на обмотках 25 и 27 станет выше напряжения разделительного конденсатора 18, включается диод 23, сбрасывая излишнюю реактивную энергию с коммутирующего дросселя 15 на конденсатор 18. При этом ток тиристоров 3 и 5 резко падает до нуля, благодаря чему снижается амплитуда напряжения перезаряда коммутирующего конденса949763

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 5493 45 Тираж 721 Подписное

Филиал ППП «Патент», .г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тора 11, а следовательно, и амплитуда напряжения тиристоров 4 и 6.

Таким образом, ограничивается рост напряжения на элементах схемы инвертора.

Аналогично протекают процессы при очередном включении тиристоров 7 и 9, далее 4 и 6 и затем 8 и 10.

Таким образом, благодаря тому, что в цепь сброса каждого из мостов включена вспомогательная обмотка выходного трансформатора, число витков которой вдвое меньше числа витков основной первичной обмотки трансформатора, причем начало одной вспомогательной обмотки соединено с началом основной, а конец другой вспомогательной обмотки — с концом основной, удается исключить постоянную составляющую тока в нагрузке, так как

3 W/2 + J .W/2 = J W, где "J — постоянная составляющая тока нагрузки;

- число витков первичной обмотки выходного трансформатора, т. е. магнитный поток вспомогательных обмоток компенсирует поток основной первичной обмотки, выходного трансформатора. 25

Последовательный автономный инвертор, содержащий два тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналях и подключенную параллельно каждому мосту через первичную обмотку коммутирующего дросселя последовательную цепь из выходных выводов и двух разделительных конденсаторов, соответствующие обкладки которых соединены через фильтровые дроссели с входными выводами; а также две цепи сброса, состоящие каждая из сбрасывающего диода и последовательно с ним соединенной вторичной обмотки коммутирующего дросселя, подключенной к соответствующей обкладке разделительного конденсатора, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД при использовании выходного трансформатора, последний снабжен вспомогательной обмоткой, включенной в цепь. сброса каждого из мостов, подключенную параллельно соответствующему разделительному конденсатору, причем каждая вспомогательная обмотка соединена с основной первичной обмоткой трансформатора одноименными концами, а число ее витков вдвое меньше числа витков основной первичной обмотки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР № 589678, кл. Н 02 М 7/515, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 535695, кл. Н 02 М 7/515, !973.

3. Авторское свидетельство СССР № 671009, кл. Н 02 М 7/515, 1977.