Автономный инвертор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 2 23 СССРНРЫТИЙ Е БРЕТ ПИ ЛЬСТВУ К АВТОРСН ехничесова лиев,СССР1981.ССР1979.ССР1975.(5 ОНОМНЫИ ИНВЕРТО ко эт мо ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И(71) Ленинградский электрокий институт им. В.И. Улья(57) Изобретение относится к прео зовательной технике и м.б. испо вано в качестве источника питали ысокой частоты для индукционных усановок. Целью изобретения являетсяовьппение надежности и улучшение гармонического состава выходного тока. Устр-во содержит мост на тиристорах 1-4. Последовательно с конденсатором 5 включена первичная обмотка 12 вольтодобавочного трансформатораВторичная обмотка 13 трансформатора соединена со средним выводом 14 нагрузки и с общей точкой обратных диодов 9, 11. Нагрузка 15 соединена с разделительными конденсаторами 8, 10. В схеме ограничивается напряжение на элементах схемы, Диоды 9, 11 работают как при спаде тока коммутирующегонтура, так и при нарастании, при ом повышается уровень первой гарники вы.одного тока, 2 ил.1 13707Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания высокой частоты для индукционныхустановок.Целью изобретения является повышение надежности и улучшение гармонического состава выходного тока.На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого инвертора;на фиг. 2 - возможные варианты подключения нагрузки.Инвертор содержит мост на тиристорах 1-4 с коммутирующим конденсатором 1 г5 в диагонали, связанный с входнымивыводами через последовательно соединенные входной дроссель 6 и индуктивный элемент 7, общая точка которых соединена с выходным выводом через разделительный конденсатор 8, обратный диод 9, дополнительный разделительный конденсатор 10, дополнительный диод 11, Первичная обмотка12 вольтодобавочного трансформаторасоединена с конденсатором 5, вторичная обмотка 13 связана одним концомс общей точкой обратных диодов, соединенных в последовательную цепь,связанную концами с выходными вывода- ЗОми через разделительные конденсаторы,а другим - со средним выводом 14 нагрузки 15, подключенной к выходным выводам 16 и 17 инвертора.В установившемся режиме инверторработает следующим образом,При отпирании тиристоров какой-либо диагонали, например тиристоров 1,4, начинает протекать ток перезарядакоммутирующего конденсатора 5 по цепи 5-12-4-10-15-8-7-1-5. Полярностьнапряжения на конденсаторе показанана фиг. 1, Если принять эа началапервичной 12 и вторичной 13 обмотоквольтодобавочного трансформатора концы, как указано на фиг.1, то далеепроцессы в схеме. будут идти следующимобразом. Если напряжение на вторичнойобмотке ("+" слева) выше, чем сумманапряжений на разделительном конденсаторе 1 О и части нагрузки, подключенной к выводам 14 и 17, то отпирается диод 9. Образуется дополнительный контур перезаряда конденсатора 5,контур 5-12-4-9-13-14-16-8-7-1, вкотором обмотки вольтодобавочноготрансформатора включены встречно,эквивалентная индуктивность контураниже, чем в контуре 5-12-4-10-15-808 27-1-5, а емкость выше. Волновое сопротивление контура 5-12-4-9-13-14- 16-8-6-1 меньше, чем волновое сопротивление контура 5-12-4-10-15-8-7-1- 5, и, следовательно, процессы в нем идут интенсивнее (с большими амплитудами токов и т.д.). Это приводит к более быстрому на начальном этапе нарастанию тока через нагрузку. Одновременно при работе диода 9 снижается потребление энергии схемой от источника питания, т.е, излишняя энергия, запасенная в коммутирующем конденсаторе 5 на предыдущих интервалах работы, потребляется в нагрузке, чем предотвращается "раскачка" напряжения на вентилях и реактивных элементах схемы. Как только сумма напряжений на выводах 14 и 17 и конденсаторе 1 О станет выше напряжения на обмотке 13, диод 9, выключается. Конденсатор 5 продолжает перезаряжаться по единственному контуру 5-12-4-10-15-8-7- 1-5. Параметры инвертора рассчитаны так, что ток перезаряда конденсатора 5 имеет колебательный характер. Как только напряжение на нагрузке 15 превысит сумму напряжений на конденсаторах 10 и 8, отпираются оба обратных диода 9 и 11При этом напряжение на нагрузке 15 ограничивается на уровне суммы напряжений на разделительных конденсаторах. Потребление энергии схемой от источника питания снижается.После прохождения колебательного тока через максимум напряжение на первичной и вторичной обмотке вольтодобавочного трансформатора изменяет знак и начинает расти. При этом возможны два режима. Диод 9 закрывается, когда сумма напряжений на конденсаторе 10, выводах 14 и 17, обмотке 13 становится для него отрицательной. Диод 11 в зависимости от режима может остаться в открытом состоянии или закрыться. Если сумма напряжений на части нагрузки, подключенной к выводам 14 и 16, конденсаторе 8, обмотке 13 отрицательна для диода 11, он выключается и ток пере- заряда конденсатора 5 продолжает протекать по контуру 5-12-4-10-15-8-7- 1-5. Если (режим "1") диод 11 остается во включенном состоянии, то часть электромагнитной энергии, накопленной в обмотках вольтодобавочного трансформатора, поступает на подза1370708 ВНИИПИ Заказ 425/52 Тирах 665 Подписное 1 ронзв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ряд конденсатора 8. При этом ток в нагрузке изменяет направление. Ток тиристоров интенсивно спадает, и они выключаются. Диод 11 остается в работе до тех пор, пока не израсходуется электромагнитная энергия, накопленная в обмотках 12 и 13, после чего он выключается.При отпирании тиристоров 3 и 2 диод 11 снова может вступить в ра п боту, если напряжение на обмотке 3 ("+" справа) оказывается больше суммы напряжений на конденсаторе 8 и выводах 14 и 16, или продолжить работу, если на предыдущем интервале он оста вался во включенном состоянии. В обоих случаях возникает дополнительный контур перезаряда конденсатора 5, контур 5-2-10-17-14-13-11-7-3-12-5, существование которого приводит к снижению уровня потребления энергии схемой от источника питания. Далее процессы в инверторе повторяются.В другом режиме диод 11 включается, если напряжение на обмотке 13 25 по мере спада тока перезаряда конденсатора 5 превышает сумму напряжений на конденсаторе 8 и выводах 14 и 16, При этом энергия, накопленная в обмотках вольтодобавочного трансфор- ЗО матора, поступает на подзаряд конденсатора 8. Ток в нагрузке изменяет направление, а ток тиристоров интенсивно спадает и они выключаются. Далее процессы аналогичны процессам режима " 1". 4Так как диоды 9 и 11 работают как при спаде тока коммутирующего контура, так н при нарастании, повышается уровень первой гармоники выходного тока, Формула и э о б р е т е н и я Автономный инвертор, содержащий тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали, подключенный к входным выводам через последовательно соединенные входной дроссель и индуктивный элемент, общая точка которых соединена с первым выводом цепи нагрузки через разделительный конденсатор, обратный диод, анодом соединенный с катодной группой моста, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и улучшения гармонического состава выходного тока, введены вольтодобавочный трансформатор, дополнительный разделительный конденсатор и дополнительный обратный диод, причем катод дополнительного обратного диода соединен через разделительный конденсатор с первым выходным выводом, анод - с катодом обратного диода, анод которого соединен через дополнительный разделительный конденсатор с вторым выводом цепи нагрузки, первичная обмотка вольтодобавочного трансформатора включена последовательно с коммутирующим конденсатором, а вторичная его обмотка. подключена одним концом к общей точке обратных диодов, а дру.- гим - к среднему выводу цепи нагрузки.