Последовательный автономный инвертор

/515, 1978. о л и б ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Коммунарский горческий институт)(57) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ АВТОНОМНЫЙЕРТОР, содержащий подключенныеоложительному входному выводу через первый дроссель фильтра тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока и последовательную цепочку, состоящую из цепи нагрузки, фильтрового к нденсатора и обмотки индуктивного э емента, выполненной с отводом, сое д ненным с анодом обратного диода,а также второй дроссель фильтра, соединенный с отрицательным входнымвыводом, дополнительный диод и дополнительную последовательную цепочку, состоящую из конденсатора и диода, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения надежности,обмотка индуктивного элемента выполнена в виде первичной обмотки трансформатора, началом подключенной ктиристорному мосту, а концом - к второму дросселю фильтра, соединенномус анодом диода дополнительной последовательной цепочки, катод которогосоединен с нулевым входным выводом,подключенным к началу вторичнойобмотки трансформатора, конец кото- Ярой через диод соединен с катодомобратного диода и точкой соединения ффцепи нагрузки с фильтровым конденсатором, причем конденсатор дополнительной последовательной цепочкиподключен к первому дросселю фильт- дра40 55 Изобретение относится, к преобразовательной технике и может быть использовано в качестне источникапитания для электротермических установок.Известен инвертор, в котором ограничение степени раскачки напряжения на реактивных элементах и силовых вентилях в режимах, близкихк короткому замыканию, осуществляется за счет введения встречно-параллельных неуправляемых вентилей Г 13.Такой способ ограничения не позволяет получить рабочие частоты выше 2,5 кГц, так- как обратное напряжение, прикладываемое к управляемым 15вентилям, определяются малой неличиной падения напряжения на работающих встречно-параллельных вентилях.Последнее обстоятельство требуетувеличения времени, необходимого20для восстановления. упранляемостисиловых вентилей, а следовательно,приводит к сужению частотного диапазона.Наиболее близким к предлагаемомуявляется последовательный автономныйинвертор, содержащий связанные свходными выводами через дросселифильтра тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали пе-.ременного тока и две последовательные цепочки, состоящие, каждая, изконденсатора и дросселя, между общими точками которых включен диод, адроссель одной из цепочек выполненс отводом и соединен последовательно З 5с цепью нагрузки, причем их точкасоединения соединена с упомянутойобщей точкой другой цепочки черездополнительный диод, а между отволок дросселя и анодной группоймоста включен вспомогательныйдиод Г 21НедостатОк известного инвертора - его низкая надежность, обусловленная тем, что при холостом 45ходе в нагрузке (при большом еесопротивлении) добротность колебательного контура при работе тиристоровмоста уменьшается и колебательностьзаряда коммутирующего конденсатораможет быть сорвана, что приведетк срыву инвертирования и выходу иэстроя тиристоров моста,Цель изобретения - повышение йадежности.Поставленная цель достигаетсятем, что в последовательном автономном инверторе, содержащем подключенные к положительному входномувыводу через первый дроссель Фильт- .ра тиристорный мост с коммутирующим конденсатором н диагонали переменного тока и последовательнуюцепочку, состоящую иэ цепи нагрузки, Фильтрового конденсатора и обмотки индуктивного элемента, выпол ненной с отводом, соединенным с анодом обратного диода, а также второй дроссель фильтра, соединенный с отрицательным входным ныводом, дополнительный диод и дополнительную последовательную цепочку, состоящую из конденсатора и диода, обмотка индуктивного элемента выполнена в виде первичной обмотки трансформатора, началом подключенной к тиристорному мосту, а концом - к второму дросселю фильтра, соединенному с анодом диода дополнительной последовательной цепочки, катод которого соединен с нулевым входным вынодом, подключенным к началу вторичной обмотки трансформатора, конец которой через диод соединен с катодом обратного диода и точкой соединения цепи нагрузки с Фильтровым конденсатором, причем конденсатор дополнительной последовательной цепочки подключен к первому дросселю Фильтра.На чертеже предсТавлена схема иннертора.Инвертор содержит мост тиристоров 1-4, н диагональ переменного тока которого включен коммутирующий конденсатор 5, анодная группа моста соединена с положительным входным выводом через дроссель фильтра б, к этой же клемме моста подключены одним выводом цепь нагрузки 7 и дополнительный конденсатор 8, к вторым выводам которых подключены соответственно Фильтровый конден - сатор 9 и диод 10, причем общая точка катода диода 10 и дополнительного конденсатора 8 соединена с нулевым входным выводом, Общая точка анода диода 10 и конденсатора 9 через дроссель фильтра 11,подключена к отрицательному входному выводу, а через коммутирующий дроссель 12 к катодной группе моста. К отводу дросселя 12 подключен анод обратного диода 13, соединенного катодом с общей точкой нагрузки 7 и конденсатора 9. Коммутирующий дроссель выполнен в виде трансформатора, вторичная обмотка 14 которого соединена началом с нулевым выводом источника питания, а концом - с анодом дополнительного диода 15, подключенного катодом к упомянутой общей точке на- грузки 7 и фильтрового конденсатора 9,Инвертор работает следующим образом,Полный цикл работы схемы определяется частотой управления тиристорами 1-4. Каждый такт характеризуется рабочим и нерабочим состоянием нентиль ного моста, т.е. наличием и отсутствием тока коммутирующего контура. В течение такта работа схемы разбивается на четыре интервала.,ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 В 1 интервале при отпирании тиристоров 1 и 4 по контуру 5-4-12-13-7-1-5 протекает импульс тока перезаряда коммутирующего конденсатора 5.При этом ток через нагрузку 7 протекает снизу вверх. В момент равенстванапряжений на части коммутирующегодросселя 12 и на фильтровом конденсаторе 9 обратный диод 13 закрывается,Во,11 интервале ток перезаряда ком 1 Окоммутирующего конденсатора 5 замыкается по цепи 9-7-1-5-4-12-9. Черезнагрузку ток протекает снизу вверх.В момент перехода тока коммутирующего контура через амплитупное значение напряжение на коммутирующемдросселе меняет полярность. Как только напряжение на вторичной обмотке14 превысит сумму напряжения на конденсаторе 9 и нагрузке 7, открывает Ося диод 15 и ток в цепи коммутирующего контура резко спадает до нуля,В зависимости от соотношения числа витков первичной 12 и вторичной14 обмоток коммутирующего дросселянапряжение на обмотке 12, при котором начйнается сброс энергии, можетизменяться, и, следовательно, можноизменять напряжение, до которогозаряжается коммутирующий конденсатор 5.3В 111 интервале избыток реактивной энергии, запасенной в электромагнитном поле коммутирующего дросселя, рассеивается на конденсаторе 8и .нагрузке 7. Ток сброса протекаетпо контуру 14-15-7-.8-14, Ток черезнагрузку протекает снизу вверх. В 1 Ч интервале характерна бестоковая пауза схемы инвертора, которая длится до включения тиристоров 2 и 3, При этом ток заряда конденсатора 8 обеспеЧивает протекание тока через нагрузку сверху вниз, Первый такт работы схемы закончен.Процессы, происходящие во втором такте, аналогичны описанным выше, по окончании второго такта включаются тиристоры 1, 4, и цикл работы схемы повторяется;В инверторе предусмотрено ограничение напряжения на нагрузке при работе во 1 Е и 111 интервалах на уровне, определяемом разностью найряжений конденсаторов 8 и 9. При превышении напряжением на нагрузке этой разности открывается диод 10 и мост питается через него от конденсатора 8, ток моста при этом минует нагрузку.Схема обеспечивает неизменную величину заряда коммутирующего конденсатора 5 при изменении сопротивления нагрузки от нуля до бесконечности (полного обрыва), т.е. обеспечивается стабилизация режима работы инвертора. Подбором соотношения числа витков обмоток дросселя 12 и 14 можно устанавливать значение напряжения заряда коммутирующего конденсатора 5. При использовании в качестве источника питания трехфазного мостового выпрямителя для получения нулевого вывода эту клемму достаточно заземлить.