Автономный инвертор

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфквэ Советских Социалистическиа Республик. Кл присоединение явк 02 М 7/51 вв 1 ВвввтвфввыВ кфввтфтВфввтв Мввввтввв ВВВРфв вфввв ввфбввтфввВв втквитвВ(45) Лата опубликования описания 20.01,78 21.314.(72) вторы изобретеии ро, Л.И, В,А.Охот С В.Шапи 1) Заявите фимский авиацио ВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТО относится к преоке и может бытьаэователях,высокя инд кционных з 30 Изобретение бразовательной техни использовано в преобр ой частоты для питани у установс к.Известны инверторы с ограничением максимального уровня напряжения на вентилях моста 1 Щ.В укаэанных инверторах, еодержащих тиристорный мост с коммутирующей цепочкой в диагонали и,нагрузкой, включенной в цепь разделительного конденсатора, стабилизация напряжения на вентилях моста достигается, эа счет включения неуправляемых вентилей-диодов встречно-параллельно тиристорам. При таком включении избыток электромаг нитной энергии, запасенной в реактивных элементах моста сбрасываетСя чередиоды на разделительную емкость.Необходимость применения большого количества неуправляемых вентилей ведет к снйжению надежности инвертора в целом,В инверторах со встречно-параллельными диодами обратное напряжение на тиристорах определяется падением напряжения на открытых диодах и составляет величину порядка 1-Зв. Столь малбе обратное напряжение приводит к ин, Р.Н.Киямов, В.Г.Казанцевов и В.Е.Новичков нститут им,Орджоникидзе увеличению времени восстановления тиристоров. Регулировка уровня максимального напряжения на вентилях в инверторах со встречно-параллельными диодами может осуществляться в основном за счет изменения сопротивления нагрузки.Наиболее близким к изобретению является инвертор без встречных диодов. с включением нагруэкн в цепь разделительного конденсатора 131Однако этот инвертор может стабильно работать только при определенных значенйях сопротивления нагрузки. При больших изменениях сопротивления нагрузки (например, нагрузка-индукционный нагреватель ) наблюдается сильная раскачка напряжения иа коммутирующем конденсаторе, что ведет к увеличению максимального значения. напряжения на вентилях тиристорного моста выше допустимых значений,и снижает надежность.Изменение собственной частоты колебательногоо контура в данном инверторе может производиться только дискретно.Целью изобретения является т повьааение надежности при плавном регулировании собственной частоты инвертора.Поставленная цель достигается тем, что коммутирующий элемент выполнен в виде первичной обмотки вольтодобавочО ного трансформатора на сердечнике срегулируемым воздушным зазором, вторичная обмотка которогосвязана с выходными выводами через разделительный конденсатор и обратный диод.На фиг.1 представлена принципиальная схема инвертора; на фиг.2 - кривые токов и напряжений на элементах схемы инвертора 1 на фиг.3 - графическая зависимостьотносительного напряжения на коммутирующем конденсаторе от коэффициента трансформации вольтодобавочного трансформатора.Инвертор содержит входной дроссель 1, вспомогательный вольтодобавочный трансформатор, состоящий из обмоток 2 и 3 и сердечника 4, обратный диод 5, разделительный конденсатор б и тиристорный мост, состоящий иэ тиристоров 7-10 и коммутирующего конденсатора 11,Автономный инвертор работает сле- З 1 дующим образом. В момент включения тиристоров 7,9 коммутирующий конденсатор 11 заряжен полярностью, указанной на фиг1. Ток перезаряда конденсатора 11 после включения тиристоров 7,9 те чет по цепи, образованной разделитель. ным конденсатором б, обмоткой 2, тиристорами 7,9, конденсатором 11 и нагрузкой, подключенной к выходным выво дам А,В инвертора. , ЗО Параметры инвертора.рассчитаны так, что ток перезаряда имеет колебательНый характер.После прохождения колебательного тока коммутирующей цепи через максимум 88 напряжение на обмотке 2 меняет свою полярность, что вызывает смену полярности напряжения также на обмотке 3,При достижении напряжения на обмотке 3 величины большей, чем величина напряжения на выводах С,В, происходит включение диода 5. При этом электро.магнитная энергия,:накопленная в обмотках вольтодобавочного трансформатора, передается конденсатору б.Тиристоры 7,9 гаснут в тот момент времени, когда суммарное напряжение на обмотках 2,З вольтодобавочного трансформатора оказывается меньше напряжения на коммутирующем конденсаторе 11. В момент включения тиристоров 8,10 тиристориого моста происходит смена полярности на обмотках, 2,3,и диод 5 запирается. Начинается процесс перезарядакоммутирующего конденсатора и процессы в инверторе повторяются. 56Таким образом, в течение одного цикла работы всех вентилей моста на выходе инвертора мы получаем два полных периода напряжения.На фиг.2 а изображена кривая тока, 60 протекающего через тиристоры 7-10; на фиг.2 б - кривая напряжения на тиристорах 7-10; на фиг. 2 в - кривая напряжения на коммутирующем конденсаторе 11; на фиг.2 г - кривая тока, поотеб 5 кающего через разделительный конденсатор б и нагрузку; на фиг, 2 д - кривая гока, протекающего через диод 5.На фиг.З изображена зависимость относительного максимального напряжения на коммутирующем конденсаторе от коэффициента трансформациик= - ",ф 2где Я/ " количество витков обмоткиЗр9 - количество витков обмотки2.Из графика следует, что увеличение коэффициента К ведет к росту напряжения на коммутирующем конденсаторе, а следовательно, и максимального напряжения на вентилях моста.Уровень максимального напряжения на вентилях инвертора будет определяться суммаРным напряжением на обмотке 3 и напряжением на обмотке 2 вольтодобавочного трансформатора, Изменяя число витков обмотки 3, можно регулировать уровень максимального напряжения на вентилях при сохранении собственной частоты инвертирования постоянной.Перестройка собственной частоты инверторного контура производится путем изменения воздушного зазора сердечника 4. При этом происходит плавное регулирование величины индуктивностей обмоток 2,3 с одновременным сохранением коэффициента трансформации К,Формула изобретения1.Автономный инвертор, содержащийтиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали, связанный совходными выводами через последовательно соединенные входной дроссель идополнительный индуктивный элемент, об щая точка которых связана с выходнымвыводом через разделительный конденсатор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности, в качестве дополнительного индуктивногоэлемента использована первичная обмотКа вспомогательного вольтодобавочноготрансформатора, вторичная обмотка которого связана с выходными выводамичерез разделительный конденсатор и обратный диод,2.Автономный инвертор по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюплавного регулирования собственной частоты, вольтодобавочный трансформаторвыполнен на сердечнике с регулируемымвоздушным зазором,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1,Авторское свидетельство СССР9 286043, кл. Н 02 М 7/00, 1968.2.Авторское свидетельство СССР9 300934, кл. Н 02 М 5/42, 1968.З.Беркович Е.И. и др. Тиристорные преобразователи высокой частотыМ., Энергия, 1973, с,82,рис.З-Зба.