Автономный тиристорный инвертор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 074 4 Н 02 23 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (72) А,С. Васильев, С.В. Дзлиев, Е.М. Силкин и Ю.И. Блинов (53) 621,314.572(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР Р 235177, кл. Н 02 М 7/515, 1968.Авторское свидетельство СССР В 489186, кл. Н 02 М 7/515, 1973. (54) АВТОНОМНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания в электротехнических установказвуковой и ультразвуковой частоты.Целью является повышение надежностиработы инвертора за счет стабилизации напряжения на элементах в расширенном диапазоне изменения параметров нагрузки, Инвертор содержит мостна тирксторах 5-10 с коммутирующимиконденсаторами 11-13, При отпираниикаждого тиристора образуется контур,включающий коммутирующий дроссель 4или 5, коммутирующий конденсатор 11,12 или 13 и диод 19 илн 20, отделяянагрузку на время существования контура от источника постоянного напряжения. 1 ил.Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания в электротехнических установках звуковой и ультразвуковой частоты.Цель изобретения - повышение надежности работы инвертора за счет стабилизации напряжения на элементах в расширенном диапазоне изменений параметров нагрузки.На чертеже приведена принципиальная. схема автономного тиристор- ного инвертора. 15Инвертор состоит из дросселя фильтра 1, последовательно связан- НОГО Одним концом с входным эджимОм а другим - с общей точкой соединения последовательной цепи из конденсатора фильтра 2 и нагрузки 3 с коммутирующим дросселем 4 другой конец которого соединен с анодной группой вентильного моста на тиристорах 5- 10. К выводам переменного тока моста присоединены включенные в звезды коммутирующие конденсаторы 11-13, общая точка которых соединена с общей точкой соединения двух цепей из последовательно соединенных обратных диодов 14 и 15 и дросселей 16 и 17, подключенных последовательно к входным зажимам моста, Катодная группа вентильногомоста подключена к входному зажиму инвертора через дополнительный коммутирующий дроссель 18 а параллельно цепочке иэ нагрузки и конденсатора фильтра подключена цепь, состоящая из двух последовательно соединенных дополнительных обратных диодов 19 и 20, общая точка диодов1соединена с общей точкой коммутирующих конденсаторовИнвертор в установившемся режиме работает следующим образом.45Цикл работы складывается из интервалов (1) совместной проводимости двух тиристоров в анодной и катодной группах вентильного моста, диода 14 или 15 диодно-дроссельных цепей и диода 19 или 20 последовательной цепи, интервалов (11) проводимости двух тиристоров в анодной и катодной группах и диода 14 или 15 диод- но-дроссельных цепей и интервалов (111) проводимости одного тиристора 5-ф в анодной или катодной группе вентильного моста и диода 14 или 15 диодно-дроссельных цепей. Очередность работы тиристоров следующая: 5-8;5 - 10:, 7-10; 7 и 6; 9 8, 7 и 6; 9 и 8; 5-8. В момент отпирания тиристора 5, когда проводящим является тиристор 8, напряжение на конденсаторе 11 отрицательно, а на конденсаторе 12 близко к нулю. При этом образуются три контура: контур а составляют элементы 2-4-5-11-12-8-18-3-2; контур в - элементы 11-16-14-5-11 и контур с - элементы 11-19-4-5-11 (интервал 1). Процесс перезаряда конденсатора 11 по контурам а и с протекает с одинаковой частотой, а по контуру в - медленнее, так как индуктивность дросселя 16 выбирается . значительно большей (в 6-8 раз) индуктивности коммутирующих дросселей 4 (18) . Ток через нагрузку 3 протекает снизу вверх. В номинальном режиме работы инвертора сопротивление нагрузки 3 согласовано с волно- вым сопротивлением контура коммутацииГ=(1-1 в) (Сг+С з) Сг С,где С - емкость последовательно соединенных двух коммутирующих конденсаторов, участвующих в рассматриваемом интервале, в данном случаеС , С г С, =.С+ С и контур с существует незначительноевремя,После включения диода 19 конденсаторы 11 и 12 продолжают перезаряжаться по контуру а,включающему элементы2-4-5-11-12-8-18-3-2, а конденсатор11 по контуру в,включающему элементы11-16-14-5-11 (интервал 11). В момент, когда ток контура а, проходящий через тиристор 8, достигает нуля,а напряжение на конденсаторе 11 ужестало положительным, ток контура веще не равен нулю. После запираниятиристора 8 через тиристор 5 продолжает протекать ток диода 14 (интервал 111). За счет энергии, запасенной в дросселе 16, ток диода 14 сохраняется в течение всей паузы, когда входной ток вентильного мостаотсугствует и достигает нуля в некоторый более поздний момент времени. Ток через нагрузку в интервале1390749 ВНИИПИ Заказ 1779/53 Тираж 665 Подпис кое Произв.-полигр, пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 111 йротекает сверху вниз и обеспечивается зарядом конденсатора фильтра 2 от источника постоянного напряжения. После паузы (окончания интервала 111) подается отпирающий импульс на тиристор 1 О, он открывается, образуя три контура: контур й, включающий элементы 2-4-5-11-13- -10-18-3-2; контур Г включающий элементы 13-10-15-17-13 и контур включающий элементы 13-10-18-20-13 (интервал 1), Напряжение на конденсаторе 11 близко к нулю, а на конденсаторе 13 положительно. 15Процесс перезаряда конденсатора 13 по контурам й и с 1 протекает с одинаковой частотой, а по контуру Г - медленнее, так как индуктивность дросселя 17 выбирается значительно большей индуктивности коммутирующих дросселей. После выключения диода 20 конденсаторы 11 и 13 продолжают перезаряжаться по контуру д и Г (интервал 11). В момент, когда ток кон тура й, проходящий через тиристор 5, достигает нуля, а напряжение на 13 уже стало отрицательным, ток контура й еще не равен нулю. После запирания тиристора 5 через тиристор 10 продолжает протекать ток диода 15 (интервал 111), За счет энергии,запасенной в дросселе 17, ток диода сохраняется в течение всей паузы, когда входной ток вентильного моста35 отсутствует и достигает нуля в некоторый более поздний момент времени. Ток через нагрузку в интервале 111 протекает сверху вниз и обеспечивается зарядом конденсатора фильтра 40 2 от источника постоянного напряжения через дроссель фильтра 1. После паузы подается отпирающий импульс на тиристор 7. Процессы, протекающие при этом, аналогичны рассмотренным, В диодно-дроссельной цепи работает диод 14, в цепи диодов - диод 19. Из рассмотрения работы автономного тиристорного инвертора следует, что при50 отпираний каждого тиристора в анодной или катодной группе образуется контур, включающий коммутирующийдроссель 4 или 18, коммутирующий кон"денсатор 11, 12 или 13 и диод 19 или20. Контур замкнут и включает в себя реактив 1.ые и вентильные элементы.Возникновение указанного контура отделяет нагрузку от источника постоянного напряжения на время существования контура, При изменении сопротивления нагрузки как в сторону короткого замыкания нагрузки 3, так ив сторону холостого хода, время существования контура возрастает. Формула и з о б р е т е н и я Автономный тиристорный инвертор, содержащий подключенную к входным зажимам через дроссель фильтра последовательную цепочку из цепи нагрузки и конденсатора, к точке соединения которого с дросселем фильтра подключен одним концом коммутирующий дроссель, соединенный другим концом с анодной группой многофазного вентильного моста, к выводам переменного тока которого подключены коммутирующие конденсаторы, соединенные в звезду, причем общая точка коммутирующих конденсаторов подключена к общей точке двух последовательно соединенных цепочек, подключенных параллельно мосту и состоящих каждая из по ледовательно соединенных дросселя и обратного диода, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности за счет стабилизации напряжения на элементах в расширенном диапазоне изменений параметров нагрузки, введены два дополнительных обратных диода и дополнительный коммутирующий дроссель, включенный между катодной группой моста и точкой соединения цепи нагрузки с входным зажимом, причем дополнительные обратные диоды соединены согласно последовательно и подключены параллельно последовательной цепочке, а общая точка указанных диодов соединена с общей точкой коммутирующих конденсаторов.