Автономный однофазный мостовой инвертор

О П И С А НИ-"Е 235 И Союз Советский Социалистических РеспубликИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваЬ,л. 210-, 12/03 Заявлено 23,Х.1967 (Ло 1192518/24-7) с присоединением заявкиКомитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР(088.8) Авторыизобретения В. Н. Бродовский и М. И. Пятков Заявитель АВТОНОМНЫЙ ОДНОФАЗНЬЙ МОСТОВОЙ ИНВЕРТОР Изобретение относится к однофазным автономным мостовым цнверторам. Известны. "инвсрторы такого типа, содержащие обратный мост, выходной трансформатор и контур искусственной коммутации Г.С, включенный па раллельно его первичной обмотке, недостаточно надежны, так как в них возможны несвоевременные зажигания запертого тирцстора изза повышенной скорости нарастания на нем прямого напряжения, что вызывает короткое 10 замыкание, а также насыщение выходного трансформатора инвертора из-за неравенства полуперцодов выходного напряжения, что такгке влечет за собой аварийный режим для тиристоров, 15 В предлагаемом инверторе контур искусственной коммутации, включенный параллельно нагрузке, выполнен в виде двух параллельных ветвей с одинаковыми параметрами емкости 20 ветвей подключены к разноименным зажимам нагрузки, а индуктивности магнитно связаны ц имеют дополнительные обмотки, повышающие напряжение на индуктивности при работе инвертора под нагрузкой, в плечи основного 25 моста между силовыми тиристорами включены диоды, причем общая точка силового тиристора и диода в каждом плече моста соединена через диоды, включенные в непроводящем направлении, с полосами источника питания. 30 Для предотвращения насыщения выходного трансформатора в цнверторе применены два регулировочных трансформатора с двумя первичными ц двумя вторичными обмотками каждый, причем первичные обмотки каждого трансформатора подключены одним концом к различным зажимам цсточнцка питания, а другим - через диоды в непроводящем направлении к средним точкам параллельных ветвей коммутирующего 1 С-контура, две вторичные обмотки разных регулировочных трансформаторов включены параллельно через диоды в непроводящем направлении на напряжение источника питания.На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого цнвертора.Частота контура ЕС должна быть в два ра. за больше частоты выходного напряжения. Ток в контуре и напряжение - обычнь 1 е для включения последовательного колебательного контура на постоянное напряжение,В течение некоторого времени ток проходит через тирцсторы 1 и 2 ц последовательно включенные с ними диоды 3 и 4. При изменении направления контурного тока тцрцсторы гасятся, а ток проходит через обратные диоды 5 и б. Напряжение на тцристоре в это время определяется прямым падением напряжения на обратном диоде. Г 1 рц спадении тока обратных диодов до нуля все плечи цнверторов за.5 10 15 20 25 крываются: тиристоры 1 и 2 уже закрыты, а тиристоры 7 и 8 сщс нс открывались. Вследствие эоо напрлсцРе ца нагрузке 9 пачиаст спадать, что вызывает импульсы цапряжения на вторичных обмотках трансформатора поджига 10, открывающие тиристоры 7 и 8. В дальнейшем цикл повторяется.Таким образом в течение одного полупсриода частоты контура нагрузка питается через тнристоры непосредственно от сети, а в течение второго полунериода нагрузку питает контур. МсРкду моментом выключения одной пары тиристоров и включением другой пары цместсл значительный промежуток времени, что существенно повьппает надежность инвертора.Временем, в течение которого ток проходит через обратный диод, можно воспользоваться для постепенного подъема напряжения на запертом тиристорс, зашунтированном обратным диодом. Однако для этого необходимо последовательно с тирпстором включить диод, позволяющий развязать потенциалы анода обратного диода 5 и катода тиристора 1. Для плавного подъема напряжения на этом тиристоре можно воспользоваться напряжением на обмотке 11 индуктивности контура, если через сопротивление соединить ее с катодом тиристора 1. В этом случае напряжение на тиристоре будет возрастать по синусоиде с частотой контура 1.С, что обеспечивает надежный режим работы тцристора; к моменту открывания тиристора 7 потенциал катода тиристора 1 уже равен потенциалу отрицательной шины источника питания, и точка напряжения на тиристоре 1 при открывании тиристора 7 нс происходит.При напряжении на индуктивности, большем РагрлжснРР питания, напряжение на тиристоре 1 подрезается с помощью диодов 12. Подьем напряжения ца тиристорах 7 и 1 обеспечивается одной параллельной ветвью контура, а ца тиристорах 2 и 8 - другой,Прц работе инвертора под нагрузкой переключение тнристоров происходит тогда, когда ток нагрузки сравняется с током контура, т. е. раньше, чем при холостом ходе. К этому времеци напряжение на индуктивцости, используемое длл подьема напряжения на тиристорс, нс успевает дорасти до напряжения питания 1 н использование нспосрсдствсцно этого напряжения вызвало бы толчок напря- ЖСНИЯ Ца ТИРИСТОРС На БЕЛИ 1 РНУ Гит - Ьд ци;с, ГДЕ Ьа да(с ПРСДЕ,1 ЬНО ДОСТИГНУТОЕ ЦаПРЛРКСНЦЕ ца индуктивности контура к момсцту переклОчениР тиристоров. В связи с этим напряжение на индуктивцости повышается с помощью добавочной обмотки 18. Излишск напряжения с Обмотки 18 при малых нагрузках и при холостом ходе снимастсл с тиристоров с помощью диодов 12.Если полуцерноды выходного напряжения нс строго равны между собой, выходной трансформатор может насытиться. В этом случае ток нагрузки к концу полупериода 30 35 40 45 50 55 60 65 резко возрастет за счет увеличения намагничивающего тока трансформатора, При использовании тороидальных сердечников из псрмаллоя с прямоугольной петлей гистерезиса намагничивающий ток в области насыщения за единицу микросекунды возрастет на 10 - 20 а.Переклочение тирпсторов, как было сказано выше, происходит в момент равенства мгновенных значений тока нагрузки и тока контура. Поэтому при насыщении переключение происходит при токе контура, значительно превышающем токи контура в нормальном режиме. Так как ток в контуре не моРкет измениться скачком, в следующем периоде ток контура начинается с повышенного значения и, возрастая по синусоиде, достигает чрезмерно большой величины. Одна пара тиристоров оказывастся перегруРкенной по току, что выводит их из строя.Для предотвращения насыщения выходного трансформатора применены специальные регулировочные трансформаторы 14. Так как заранее невозмокно предугадать, при открывании какой пары тиристоров произойдет насыщение, применены два регулировочных трансформатора. В нормальном режиме работы э.д,с. На вторичной обмотке не превышает напряжения питания, и последовательно включенный с ней диод остается закрытым. При насыщении выходного трансформатора напряжение на первичных обмотках превышает напряжение питания, диод 15 во вторичной обмотке открывается и происходит шунтирование емкости ЕС-коРТура э. д. с., равной напряжению питания. Излишки энергии контура возвращаются через вторичную обмотку 16 в сеть. Полупериод, в котором произошло насыщение, несколько затягивается; в результате предотвращастсл насыщение в последующих полупериодах. Подрсзка напряжения контура, осуществляемая через регулировочный трансформатор, действует тем более интенсивно, чем больше цсснммстрия напряжения. На практике устанавливается некоторое равновесное состояние, при котором диод во вторичной обмотке рсгулировочцого трансформатора открывается ца очень малую долю периода. Так как в обмотки регулировочных трансформаторов включены диоды, длл симметричной работы трансформатора требуется специальная обмотка восстановления, в которой протекает практически постоянный ток, стабилизированный дросселсм и создающий в сердечнике регулировочного трансформатора напряженность, равную коэрцитивной силе материала сердечника. Ьлагодаря созданию такой напряженности в период времени, когда закрыты диоды первичных обмоток регулировочных трансформаторов, рабочая точка на петле гистерезиса трансформатора возвращается к исходному положению - индукции насыщения. Наличие регулировочных трансформаторов позволяет235171 Предмет изобретения Составитель И. Гаишкевин1 сдактор П. А. Вербова Техрсд Т. П. Курилко Корректор Е. Г. Конаиова акая 73 И 17НИИПИ Комитета п Тираж 480 Подписное иам изобретений и открытий ирп Совете Министров СССР Москва, Центр, пр. Серова, д. 4 ия, пр. Сап нова ип работать без насыщения выходного трансформатора во всем диапазоне нагрузок. 1, Автономный однофазный мостовой инвертор на тиристорах, содержащий обратный мост, выходной трансформатор и контур искусственной коммутации 1.С, включенный параллельно егэ первичной обмотке, отличаюиийся тем, что, с целью повышения надежности, указанный контур выполнен в виде двух параллельных ветвей с одинаковыми параметрами, емкости ветвей подключены к разноименным зажимам нагрузки, а индуктивности магнитно связаны и имеют дополнительные обмотки, повышающие напряжение на индуктивности при работе инвертора под нагрузкой, в плечи основного моста между тиристорами и зажимами, служащими для подключенпя нагрузки, включены диоды, причем общая точка силового тиристора и диода в каждом плече моста соединена через диоды, включенные в непроводящем направлении, с 5 полюсами источника питания.2. Инвертор по п, 1, отличаюи 1 ийся тем,что, с целью искгночения возможности насыщения выходного трансформатора, в нем применены два регулировочных трансформатора 10 с двумя первичными и двумя вторичными обмотками каждый, причем первичные обмотки каждого трансформатора подключены одним концом к различным зажимам источника питания, а другим - через диоды в непроводя щем направлении к средним точкам параллельных ветвей коммутирующего 1.С-контура, и две втэричные обмотки разных регулировочных трансфэрматэров включены параллельно через диоды в непроводящем направлении на 20 напряжение источника питания.