Последовательный автономный инвертор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик щ 1005253 1 фт(22) Заявлено 28.02 79 (21) 2730532/24-07 с присоединением заявки йоН 02 И 7/515 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытийДата опубликования описания 15.03.83В,В,Шипицын, В.И.Лузгин, А.А,Новиков, А.А.Рухмаи,В.В.Дрягин, В.А,Глухих, В.С.Третвяков, В.А;СамбррдОв,:А.С.Дейнека, Г.И.Шуплецов, А.И.Худотеплов 1 идН С.Маринин3 - " 1.с:А,.";,Уральский ордена Трудового Красного Знамени - -".:-. 1политехнический институт им. С.М.Кирова(54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР 10 15 Изобретение относится к преобразо- вательной технике и может быть нсполь. зовано, например, для индукционного нагрева металлов.Известен одномостовой последовательный инвертор с нагрузкой, вклю-. ченной последовательно с вентильным мостом, прямые вентили которого зашунтированы встречными диодами, что позволяет,по сравнениюс обычным последовательным инвертором увеличить время, предоставляемое для восста,- новлейия управляемости прямых вентилей до 0,5 периода выходной частоты и предотвратить появление перенапряжений на элементах инвертора при уменьшении сопротивления нагрузки вплоть до короткого замыкания 1 1). Недостатком такого инвертора явля ется то, что, амплитудное значение выходногд напряжения в пределе не может превышать питающего. При наиболее ,распространенной питающей трехфаэной сети 380 В и при выполнении выпрями- . 25 теля, питающего инвертор, по трехфазной мостовой схеме это напряжение не может превышать и 350 В, что в500-2ряде случаев оказывается недостаточ- З 0 ным. Кроме того, при работе с такймвысоким напряжением резко падаетвремя, предоставляемое для восстановления управляемости пряьвх вентилей,что резко снижает устойчивость работы инвертора,Наиболее близкИм к предлагаемомуявляется инвертор, содержащий связанные с входными выводами через дроссели фильтра два вентильных мостас коммутирующими ЬС-контурами в диагоналях переменного тока, два компенсирующих конденсатора, один иэ кото"рых одной своей обкладкой соединен скатодной группой первого моста и спервым выходным выводом, а другойсвоей обкладкой через фильтровойконденсатор связан с анодной группойэтого же моста и через второй компенсирующий конденсатор - с вторымвыходным выводом 21Такая схема позволяет лишь удвоить максимально возможное напряжениена выходе, что в ряде случаев окаэы"вается недостаточным,Помимо этого,известная схема способна работать вузком диапазоне изменения эквивалентного сопротивления нагрузочного контура, от короткого замыкания до критического значения сопротивления на 1005253Для достижения поставленной целиинвертор снабжен двумя дополнительными идентичными вентильными мостами, 10подключенными через дополнительные . фильтровые дроссели к входным выво- . дам, пятью последовательными цепочками, состоящими каждая из дросселянасыщения и обратного вентиля, тремя дополнительными фильтровыми конденсаторами и двумя дополнительными компенсирующими конденсаторами, соединенными последовательно и включенными между основными компенсирующими . , конденсаторами, причем каждый вентильный мост зашунтирован цепочкой,состоящей из последовательно соединенных компенсирующЕго и фильтрово.- го конденсаторов, а каждые два последовательно соединенных компенсирующих конденсатора и фильтровой кон. денсатор зашунтированы соответствующей последовательной цепочкой. Формула изобретения Последовательный автономный инвертор, содержащий связанные со входными выводами через дроссели фильтра два вентильных моста.с коммутирующими 1 С-контурами в диагоналях переменного тока, два компенсирующих конденсатора, один из которых одной своей обкладкой соединен с катодной группой первого моста и с первым выходным выводом, а другой своей обкладкой через фильтровой конденсатор связан с анодной группой этого же моста и через второй компенсирующий конденсатор - с вторым выходным выводом, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона и повышения надежности, он снабжен двумя дополнительными идентичными вентиль- ными мостами, подключенными через дополнительные фильтровые дроссели грузки, когда время, предоставляемое для восстановления прямых вентилями, резко снижается и инвертор теряет устойчивость работы.Целью изобретения является расширение диапазона и повыаение надежности. На чертеже изображена схема инвертора.Инвертор содержит четыре вентильных моста, собрайных на прямых вентилях 1-16 и встречных вентилях 17-32.Вентильные мосты подключены к входным выводам через фильтровые дроссели 33 и 34,. анодные группы мостовподключены к обкладкам фильтровыхконденсаторов 35-38, а между катодными группами мостов включены компен 40сирующие конденсаторы 39-42, связанные с нагрузкой 43. Каждые два из .компенсирующих конденсаторов 39-42и фильтровйй конденсатор зашунтированы цепочкой из встречного вентиля44-48 и дросселя насыщения 49-53. Вдиагонали мостов включены коммутирую щие ЬС -контуры, состоящие из конденсаторов 54-57 и дросселей 58-61.Устройство работает следующим образом. 50В первом такте открываются вентили 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8 и ток протекает по контурам: 35-1-54-58-2- 39-35; 36-3-55-59-4-40-36; 37-5-56- 60-6-41-37; 38-7-57-61-8-42-38. По 55 окончании тока прямых вентилей включаются соответствующие встречные вен тили и протекает ток сброса избыточной реактивной энергии, накопленной в коммутирующем конденсаторе по кон турам: 54-17-35-39-18-58-54;55-3-36-40-20-59-55 56-21-37-41-22- -60-56; 57-23-38-42-24-61-57. При этом на компенсирующих конденсаторах формируется период высокочастотного напряжения. Поскольку мосты работаютодновременно, то на компенсирующихконденсаторах формируется синфазноенапряжение, которое суммируется иприкладывается к нагрузке 43,Во втором такте устройство работает аналогично описанному.Увеличение выходного напряжениядостигается увеличением числа мостовинвертора и последовательно соединенными компенсирующими конденсаторами,С возрастанием эквивалентного сопротивления нагрузки увеличивается,.напряжение на каждом из компенсирующих конденсаторов, которое прикладывается к каждому мосту инвертора. Смомента, когда амплитуда суммы напря,жений на двух последовательно соединенных компенсирующих конденсаторахдостигает значения, равного питающему напряжению, до которого заряженыфильтровые конденсаторы, открываютсявстречные вентили 44-46 и протекаетток сброса избыточной реактивнойэнергии, накопленной в нагрузке поконтурам: 39-49-44-36-40-39;40-50-45-37-41-40; 41-51-46-38-42-4141-52-47-35-40-41; 42-53-48-36-41-42.При этом амплитуда напряжения накаждом компенсирующем конденсатореограничена на уровне, равном половинепитающего, что обеспечивает устойчивую работу инвертора в широкомдиапазоне изменения эквивалентногосопротивления нагрузочного контура.Изменение уровня ограничения этогонапряжения достигается изменениемвремени перемагничивания дросселянасыщения 47-49. Наиболее благоприятные условия работы инвертора достигаются, когда напряжение на компенсирующих конденсаторахограничивается науровне 0,7-0,8 от питающего напряжения..Ач оста ехре орректор А.Дзятко етро едактор Заказ 1921/74 Тираж 685 . Под ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Ра 4/5писное омитета СССР открытийушская наб., д илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная к входным выводам, пятью последовательными цепочками, состоящими каждая из дросселя насыщения и обрат 1 ного вентиля, тремя дополнительными фильтровыми конденсаторами и двумя дополнительными компенсирующими кон- денсаторами, соединенными последова= тельно и включенными между основными компенсирующими конденсаторами, причем каждый вентильный мост зашунтирован цепочкой, состоящей из после довательно соединенных компенсирующего и фильтрового конденсаторов, а каждые два последовательно соединенных компенсирующих конденсатора и фильтровой конденсатор зашунтированысоответствующей последовательной цепочкой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Шипицын В.В. Одномбстовой инвертор с увеличенным временем для восстановления управляемости вентилей;"Техника высоких напряжений и преобразователи частоты", Труды УПИ им. С.М.Кирова, сборник 9 191, Свердловск, 1970.2. Авторское свидетельство СССР М 425283, кл. Н 02 И 5/42, 1971.