Автономный инвертор

.8 О 105 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН по проилей и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Волжское объединениеизводству легковых автомоб(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 286042, кл. Н 02 М 7/515, 1968.2. Авторское свидетельство СССРУ 629614, кл. Н 02 М 7/515, 1978,3. Авторское свидетельство СССРР 678617, кл. Н 02 М 7/515, 1979.4. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 3222459/07,кл. Н 02 М 7/515, 1890.(54) (57) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий две ячейки, каждая из которых включает в себя последовательную цепочку, состоящую из индук.тивного элемента, двух тиристорови включенного между ними конденсатора, причем катод тиристора первойячейки, подключенного к положительному входному выводу, связан черезпервый дополнительный тиристор спервым выходным выводом и анодомвторого дополнительного тиристора,связанного с анодом тиристора второй ячейки, подключенного к отрицательному входному выводу,а катодтиристора второй ячейки, подключенного к положительному входному выводу, через третий дополнительный 51) Н 02 М 7 515тиристор связан с вторым выходнымвыводом и анодом четвертого дополнительного тиристора, подключенного к аноду тиристора первой ячейки, связанного с отрицательнымвходным выводом, о т л и ч а ю щ ис я тем, что, с целью повышения выходного напряжения в расширеннОмдиапазоне изменения нагрузки и частоты, он снабжен четырьмя дополнительными дросселями, а в каждуюячейку введено идополнительныхидентичных последовательных цепочеки вспомогательных тиристоров,причеминдуктивный элемент каждой цепочкивыполнен в виде двух дросселей, через которые основные тиристоры подключены к входным выводам, а дополнительные дроссели включены последовательно с дополнительными тиристорами, причем с первым выходнымвыводом через дополнительные тиристоры и дпоссели соединены катод тиристора первой цепочки первой ячейки и анод тиристора последней цепочки второй ячейки, а с вторым выходным выводом - анод тиристорапоследней цепочки первой ячейки икатод тиристора первой цепочки второй ячейки, причем в каждой ячейкекатод тиристора анодной группы каждой последующей цепочки соединенчерез вспомогательный тиристор санодом тиристора катодной группыпредыдущей цепочки.Изобретение относится к преобразовательной технике и может бытьиспользовано в преобразователях дляпитания индукционных нагревательныхустановок и других, потребителей тока повышенной частоты. 5Известны инверторы, содержащиевентильные мосты с обратными диодами и коммутирующими ЬС-цепочкамив диагоналях переменного тока и нагрузкой, включенной между обкладками 10разделительных конденсаторов, подключенных перекрестно к катоднымвершинам смежных мостов Г 1 , либов диагональ постоянного тока черездополнительно введенные диоды и 15конденсаторы Г 2 3Недостатком таких инверторовявляется низкое (200-400 В) выходное напряжение при питании от промышленной сети 380 В через мостовойвыпрямитель,Известны также инверторы с повышенным выходным напряжением, содержащие однофазные преобразовательныеячейки, каждая из которых выполненав виде подключенных через дросселик входным выводам инвертора и соединенных встречно-параллельно тиристорного и диодного однофазных мостовс коммутирующими ЬС-цепочками, включенными между выводами переменноготока этих мостов, а также разделительные конденсаторы по числу ячеек,одной из свОих обкладок подключенные к первым выводам постоянного тока соответствующих тиристорного и З 5диодного мостов, а второй обкладкой;к вторым выводам постоянного токамостов предшествующих ячеек, а выходные выводы инвертора образованысоответственно второй обкладкой 40первого конденсатора и вторым выводом постоянного тока мостов последней ячейки 3 1Эта схема, имеющая повышенноевыходное напряжение, обладает таким недостатком: ток заряда коммутирующих контуров является одновременно током, протекающим через нагрузку, что влияет на время, представляемое для восстановления запирающих свойств тиристоров при изменении параметров нагрузки в процессе нагрева, и это не позволяетобеспечить работоспособность инвертора в широком диапазоне изменениянагрузки и частоты,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяавтономный инвертор, устойчиво работающий в широком диапазоне изменения нагрузки и частоты, содержащий две коммутирующие ЬС-цепочки,подключенные, каждая, к источникупитания индуктивностью, через встречно включенный тиристор - к положительной клемме и через встречно 65 включенный диод - к отрицательной,а конденсатором - к отрицательнойклемме через включенный в прямомнаправлении тиристор и к положительной - через прямой диод, одинвывод нагрузки подсоединен черезвстречно включенный тиристор киндуктивности первой коммутирующейЬС-цепочки и через включенный в.прямом направлении тиристор - к конденсатору второй коммутирующейЬС-цепочки, а другой вывод нагрузки через включенный в прямом направлении тиристор - к конденсатору первой коммутирующей ЬС-цепочки и через встречно включенный тиристор - к индуктивности второйкоммутирующей ЬС-цепочки 4 1.Недостатком известного инвертора является низкое (200-400 В)выходное напряжение при питании отпромышленнбй сети 380 В через мостовой выпрямитель, в то время какстатические преобразователи частоты мощностью свыше 100 кВт должныиметь выходное напряжение 8001600 В,Целью изобретения является повышение выходного напряжения в расширенном диапазоне изменения нагрузки и частоты работы инвертора.Поставленная цель достигается тем,что автономный инвертор, содержащийдве ячейки, каждая из которых включает в себя последовательную цепочку, состоящую иэ индуктивного элемента, двух тиристоров и включенного между ними конденсатора, причемкатод тиристора первой ячейки, подключенного к положительному входному выводу, связан через первый дополнительный тиристор с первым выходным выводом и анодом второго дополнительного тиристора, связанногос анодом тиристора второй ячейки,подключенного к отрицательному входному выводу, а катод тиристора второй ячейки, подключенного к положительному входному выводу, через тре.тий дополнительный тиристор связанс вторым выходным выводом и анодомчетвертого дополнительного тиристора, подключенного к аноду тиристора первой ячейки, связанного с отрицательным входным выводом,снабжен четырьмя дополнительными дросселями, а в каждую ячейку введеноидополнительных идентичных последоват льных цепочек и вспомогательных тиристоров, причем индуктивныйэлемент каждой цепочки выполнен ввиде двух дросселей, через которыеосновные тиристоры подключены квходным выводам, а дополнительныедроссели включены последовательнос дополнительными тиристорами, причем с первым выходным выводом черездополнительные тиристоры и дросселиВНИ 1 ак Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная соединены катод тиристора первой це- почки первой ячейки и анод тиристора последней цепочки второй ячейки, а с вторым выходным выводом - анод тиристора последней цепочки первой ячейки и катод тиристора первой цепочки второй ячейки, причем в каждой ячейке катод тиристора анодной группы каждой последующей цепочки соединен через вспомогательный тиристор с анодом тиристора катодной группы предыдущей цепочки.На чертеже изображен предлагаемый инвертор (п=З). еИнвертор содержит ячейки 1 и 2, состоящие из параллельно соединен, ных цепочек 3-5 и 6-8, содержащих управляемые вентили - тиристоры 9-20, дроссели 21-32, конденсаторы 33-38, тиристоры 39-46, дополнительные дроссели 47-50, фильтровой конденсатор 51, Фильтровые дроссели 52 и 53, компенсирующий конденсатор 54 и нагрузку-индуктор 55, которые образуют нагрузочный контур.В установившемся режиме управляющие импульсы подаются поочередно на одновременно работающие тиристоры 9-14, 43-46 или 15-20, 39-42, при этом на нагрузке Формируются колебательные импульсы тока в обоих направлениях с частотой, определяемой частотой переключения . тиристоров.При отпирании тиристоров 9-14 в первом такте работы инвертора происходит заряд конденсаторов 33-35 по замкнутым контурам: 51-21-9-3310-22-51, 51-23-11-34-12-24-51,51-25-.13-35-14-26, образованнымФильтровым конденсатором 51 и цепочками 3-5, В это же время отпирают ся тиристоры 43-46, и происходитразряд конденсаторов 36-38 на нагрузку 55, 54 по контуру 36-49-45-55;54-46-50-38-44-37-43-36.Во втором такте работы инверто ра отпираются тиристоры 15-20,39-42и происходит заряд конденсаторов36-38 по замкнутым контурам:51-27-15-36-16-28-51; 51-29-17-37-18-.30-51, 51-32-19-38-20-32-51 и раэ ряд койденсаторов 33-35 на нагрузку55, 54 по контуру 33-47-41-55,54-42-48-35-40-34-39-33.Полярность конденсаторов 33-35 кмоменту включения тиристоров 39-42показана на чертеже, откуда видно,что напряжения на конденсаторахскладываются.Таким образом, в предлагаемом инверторе ток заряда коммутирующих 25 контуров не зависит от параметровконтура нагрузки, что обеспечиваетустойчивую работу инвертора в широком диапазоне изменения нагрузКии позволяет поднять верхнюю границу диапазона рабочих частот инвертора, но это же отключение контуранагрузки запертыми дополнительнымитиристорами от коммутирующего кон- .тура в момент его заряда .позволилов предложенном инверторе повысить 35 выходное напряжение за счет изменения схемы выполнения коммутирующихячеек.