Инвертор

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах автономногои гарантиронанного питания,Известны иннерторы на тиристорахс трансформаторным выходом, у кото,рых коммутация осуществляется засчет введения н схему коммутирующего конденсатора11,Недостатком иннерторон являетсято, что запирание любого из рабочих 10тиристоров связано с переэарядомкоммутирующего тиристора, вызываю",щего перенапряжение н схеме.Известны также иннерторы, выполненные по схеме с дополнительными 1 ю;коммутирующими тиристорами и дополнительным источником постоянноготока 2 .Однако такие иннерторы отличаютсясложностью схемной реализации и требуют гальванической развязки основного и дополнительного источниковпостоянного тока.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является параллельный инвертор, выполненный по нулевойсхеме и содержащий трансформатор, кнынодам первичной обмотки которогоподключены два, соединенных последовательно, коммутирующих конденсатора и катоды двух рабочих тиристоров,аноды которых соединены между собойи через дроссель подключены к положительному полюсу источника постоянного тоха, отрицательный полюс которого подключен к средней точке первичной обмотки трансформатора. КроМетого, инвертор содержит два коммутирующих тиристора, согласно и последовательно соединенных между собой,при этом анод одного из, них соединен с положительным полюсом источника, а катод другого - со средней точкой первичной обмотки трансформато-ра,Известный инвертор целесообразно 45использовать при реализации широтноимпульсной модуляции. Проведенный.анэ из электромагнитных процессов,про;.сходящих в инверторе, показывает;что в течениекаждого периода частоты преобразования происходит четырераза изменение энергии (заряд - пере-,заряд - разряд) каждого коммутирующего конденса.тора, из которых только одно изменение энергии связано скоммутацией рабочего тиристора Г 3,Однако заряд - перезаряд - разрядуказанных конденсаторов происходитчерез первичные обмотки силовоготрансформатора, что приводит к расходованию не только запасенной в них 60энергии на омические потери в обмот"ках, но и к искажению формы выходногонапряжения, что ухудшает характерис"тики широтно-импульсной модуляции иограничивает диапазоны регулирования 65 скважности импульсов. Следовательно, стремление исключить токи разряда коммутирующих конденсаторов через рабочие тиристоры приводит к допол-, нительной нагрузке первичной обмотки силового трансформатора и к большему количеству циклов заряд - разряд в каждом периоде, что снижает не только функциональные возможности известного инвертора как широтно- импульсного модуляторано и энергетические показатели и надежность инвертора в целом.Цель изобретения - повышение энергетических показателей и эксплуатационной надежности инвертора.Указанная цель достигается тем, что в инверторе, содержащем подключенные анодами через дроссель к положительному выводу источника питания два тиристора, катоды которых соединены с концами первичной обмотки выходного трансформатора со средним выводом, соединенным с отрицательным выводом источника питания. а также два последовательно соединенных коммутирующих тиристора, подключенных общей точкой к первой обкладке коммутирующего конденсатора выходной трансформатор снабжен дополйительной обмоткой, подключенной одним выводом к второй обкладке коммутирующего конденсатора, другйм выводом - к отрица" тельному выводу источника питания, непосредственно подключенного к коммутирующим тиристорам, при этом число витков дополнительной обмотки определяется неравенством где И - число витков дополнительнойД ОБвторичной обмотки выходноготрансформатора;К - коэффициент, определяющийусловия коммутации рабочихтиристоров, равный 0,99-0,5;И - число витков первичной обмотки выходного трансформатора,На чертеже представлена схема инвертора.Инвертор содержит выходной трансформатор 1, два рабочих тиристора 2 и 3, дроссель 4, два коммутирующих тиристора 5 и б, коммутирующий конденсатор 7 и источник 8 постоянного тока. Выходной трансформатор 1 снабжен первичной 9 и дополнительной 10 обмотками. Выводы первичной обмотки 9 подключены к катодам рабочих тиристоров 2 и 3, аноды которых соединены между собой и подключены к одному выводу дросселя 4. Другой вывод дросселя 4 подключен к положи" тельному полюсу источника 8 постоянного тока. Средняя точка первичной обмотки 9 подключена к отрицашельному полюсу источника 8 постоянного тока.1046877 ного напряжения, прикладываемого к запираемому тиристору в момент его коммутации. Оптимальное значение ко- эффициента К может быть определено в зависимости от изменения нагрузки инвертора и ее характера.Использование дополнительной вторичной обмотки выходного трансформатора выгодно отличает предлагаемый инвертор от прототипа, так как позволяет упростить не только схему инвертора за счет уменьшения количества элементов, входящих в контур коммутации рабочих тиристоров (исключается один коммутирующий конденсатор), но и уменьшить количество циклов заряд - разряд коммутирующего конденсатора (на каждый период частоты преобразования приходится только один заряд - разряд), что снижает в четыре раза потери энергии при коммутации рабочих тиристоров и увеличивает надежность инвертора. Кроме того, надежность инвертора увеличивается и за счет того, что в момент отпирания коммутирующих тиристоров происходит изменение структуры инвертора, т.е. образуется параллельная цепь передачи энергии от источника постоянного тока в первичную обмотку выходного трансформатора по дополнительной вторичной обмотке. При этом величина тока открытого рабочего тиристора уменьшается и к нему прикладывается обратное напряжение первичной обмотки выходного трансформатора, что способствует улучшению надежности коммутации рабочего тиристора и повышает эксплуатационную надежность инвертора в целом.За счет снижения частоты работы коммутирующего конденсатора и кратковременности протекания импульсного коммутирующего тока дополнительная обмотка выходного трансформатора может быть выполнена проводом с меньшим сечением, что позволяет значительно снизить габаритные размеры выходного трансформатора и, следовательно, улучшить удельные массовые показатели, что весьма существенно при создании мощных преобразователейна основе модульного принципа их построения для подвижных объектов, где масса и габариты имеют определяющее значение.Оптимальный выбор соотношения УдК й обеспечивает уменьшение выбросов напряжения в моменты комму" тации, что способствует улучшению формы выходного напряжения инвертора и, соответственно, увеличивает возможность использования предлагае 4 мого инвертора в качество широтно- импульсного модулятора. Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 Коммутирующие тиристоры 5 и 6 соединены между собой согласно и последовательно и подключены непосредственно к источнику 8 постоянного токаДополнительная обмотка 10 одним выводом подключена к обкладке коммутирующего конденсатора 7, другая обкладка которого подключена к общейточке соединения коммутирующих тирис"торов 5 и 6. Другой вывод дополни.тельной вторичной обмотки 10 подключен 10к отрицательному полюсу источника8 постоянного тока. Дополнительнаявторичная обмотка 10 выходного трансформатора 1 конструктивно выполненас меньшим числом витков по сравнениюс первичной обмоткой 9 выходного трансформатора 1.Инвертор работает следующим об-.разом.При подаче импульсов на управляющие электроды рабочих тиристоров2 и 3 происходит поочередное их открытие, а их закрытие соответствуетмоменту подачи управляющего импуль,са на соответствующий коммутируйщийтиристор 5 или 6. Закрытие рабочихтиристоров 2 и 3 происходит благодаря.заряду (разряду) коммутирующегоконденсатора 7 через дополнительную вторичную обмотку 10. Вследствиеэтого в первичной обмотке 9 выходно- ЗОго трансформатора наводится ЭДС,направленная встречно напряжению источника 8 постоянного тока. Так какчисло витков дополнительной вторичной обмотки 10 меньше числа витков 35первичной обмотки 9, то наводимая впервичной обмотке ЭДС превышает напряжение источника 8 постоянного тока,т.е. создаются условия для закрытиярабочих тиристоров 2 или 3, находя Ощихся в проводящем состоянии. Приэтом на коммутирующем конденсаторекаждому циклу коммутации соответствует только один заряд или разряд коммутирующего конденсатора 7. Подключение коммутирующих тиристоров 5 и 6непосредственно к, источнику 8 постоянного тока позволяет обеспечить требуемую скорость нарастания тока заряда коммутирующего конденсатора,что необходимо для получения в первичной обмотке 9 выходного трансформатора 1 йДС с крутым передним фронтом,Величину коэффициента К выбираютисходя из требования получения ЭДС 55в первичной обмотке 9, превышающейнапряжение источника 8 постоянноготока, т.еверхний предел К = 0,99ограничен именно этим условием,Йижний предел К = 0,5 не является весь- щма строгой величиной,.он выбираетсяисходя из условий ограничения обрат-,