Автономный последовательный инвертор

) Заявлено 3.3,7( 11311 г)гз с1 Р 2/)д Оф" яРйи ял Г:3 . 4 , я ггь, 1 С ПРИСОЕДИНЮИИЕМ Государственный комитет Совета Мииистроо СССР по делам изооретений и открь тий(46) Дата опубликования опнсвпняэ-ф 13 цпттцьпГ, 1, 14 . ОГНИ.э).ь ф,А, Рух;.,лап В 1, Са.мооодс,. 1 ФАкодис 5 , Л. Новиков,Авторыизобретен Уральский ордена Трудового Красного Знамени опитехнический институт им, Сл 1. Кирова 54) АВТОНОМНЦ 11 Посг 1 Г.урутТгд 111 ц 1; 1,1 р-" .) Изобретение относится к области преобразовательной техники.Извес.ен ряд схем одномостовых инверторов, в которых сброс избыточной реактивной энергии осуществляется посредством вентилей встречно-параллельного включения 11. т.; применением управляемых встречно-параллельных вентилей во время бестоковой паузы между работой прямых и встречцых вентилей, к прямым вентилям прикладывается обратное напряжение. При отпирании встречных вентилей обратное напряжение, прикладываемое к прямым вентилям, равно надению напряжения на встречных вентилях, т. е. очень малое по величине. Время работы встречных вентилей составляет основной интервал времени, предоставляемого для восстановления управляемости, что приводит к увеличению времени, необходимого для восстановления управляемости прямых вечтилей,В схеме со встречно-параллельными неуправляемыми вентилями, содержатцей подключенный через фильтровые дросселя к входным зажимам вентильный мост с узлЬм коммутации, параллельно которому подключена последовательная цепь из двух фильтровых конденсаторов и нагрузки, зашунтированной. Обратным вентильным полумостом, в течение всего ин- М Ятервала времени, предоставляемого для носстановления уп равляем ости и ря к ых вецп плей,к ник прикладывается малое обратцос напряжение, что еноте более увеличивает время, цеоб.ходцмое для восстановления управляемости, аследовательно, снижает предельно допустимуювыходи частоту ицвертора 2),Цель 1 О изобретения является повышение эффектцвности ограничения напряжения ца элемецта: инверора и нагрузкеа также увеличение его выходной частоты.Указанная цель достигается тем, что фцль 1 ровые дроссели выполнены с отводами, сединенцыми через дополнительные фильтровые кц,денсаторь 1 с концами соответствую 1 цих доцолнительцеих коммутирующих ицдуктивностей,каждая из которьх включена между нагрузкойи фильтровым конденсатором, причем их точки соединения с нагрузкой соединены черездополнительные вентили с Одними Отводам цфильтровых дросселей, к другим отводам которых подключены диоды.йа Ьцг, 1 изображена схема автономногопоследовательного инвертора; на фиг. 2цц.вертор, выполненный по двухмостовой схемеИнвертор содержит прямые вентили 1 4моста ицвертора. диагональную комментирую.гцу 1 О инуктивцость 5, коммутируюцпгц кИден.сатор б, фильтровые конденсаторы 7, 8, нагрузку 9, дополнительные коммутируюшие индуктивности 10, 11, дополнительные фцльтровыеконленсаторы 12 - 15, фильтровые лроссели 1 17, диолы 18, 19 сброса реактивной энергии, дополнительные вентил и (тиристоры) 20,) 20 21 лля ограничения напряжений на нагрузке.Инвертор работает следующим образом.При отпирании в первом такте вентилей 1, 4 ток протекает по контуру 7 в 1 в 5 4 8- - 11 в 9 в О - 7, При этом через нагрузку протекает снизу вверх импульс тока, близкий по форме к синусоиде. Во второй части полу- периода первого такта, когда напряжение на инлуктивностях 10 и 11 принимает полярность указанную на фиг. 1, и превышает напряжение на фильтровых конденсаторах 12 и 13, открываются диолы 18 и 19. Индуктивности 10 и 111 зашунтированы контурами 18, 12 и 13, 19. Это приволит к тому, что ток в контуре: 7 - 1 --- 5 - б 4 8 - 11 - 9 - 10 - 7 быстро прекрашается и поотекает в контурах; 10 в 18 12 в 11 -9 в 10 и 10 в 13 - 19 - 11 - 9 - 10. В резулы ате этого перезаряд конденсатора 6 будет остановлен на заданном уровне, а запас электром агнитной энергии в коммутируюших индуктцвностях 10 и 11 будет израсходован в нагрузке. При открывании во втором такте вентппей 2 и 3 ток протекает по контуру: 7 - 2 -- б -5 - 3 - 8 - 11 - 9 - 10 - 7, При этом через нагрузку 9 снова протекает импульс тока, близкий по форме к синусоиде в том же направлении снизу вверх. Во второй части полуперпола второго такта, когда напряжение на инлуктивностях 10 и 11 принимает полярность, указанную на фиг, 1, и превышает напряжение на фильтровых конденсаторах 12 и 13, открываются вентили 18 и 19. Индуктивности 10 и 11 будут зашунтированы контурами 18, 12 и 13, 19. Это приводит к тому, что ток в контуре: 7 - 2 - 6 - 5 - 3 - 8 - 11 - 9 - 10 - 7 прекращается и протекает в контурах; 10 - 18 -- 12 - 11 - 9 - 10 и 10 - 13 - 19 - 11 - 9 - 10. В результате этого перезаряд конденсатора б будет остановлен на заданном уровне, а запас электромагнитной энергии в коммутирующих инлуктцвностях 10 и 11 будет израсходован в нагрузке 9.Для обеспечения нормальной коммутации вентилей 1 - 4 при резком возрастании сопротивления нагрузки 9 применены встречные вентили 20 и 21 и дополнительные фильтровые конленсаторы 14 и 15. Известно, что в последовательных инверторах при возрастании сопротивления нагрузк, растет напряжение на ней. Если напряжен на нагрузке становится выше напряжения на фильтровых конденсаторах 14 и 15, заряженных до половины питаюшего напряжения, то открываются вентили 20 и 21 и ограничивают дальнейшее нарастание напряжения на ней. При этом ток сброса энергии с нагрузки протекает по контурам: 9 - 15 -- 21 - 9 и 9 - 20 - 14 - 9. Изменяя моменты включения вентилей 20 и 21, можно регулировать уровень ограничения напряжения на нагрузке, тем самым обеспечивается возможность оптимальной настройки работы инвертора, Инвертор может работать и в полумостовом исполнении.С целью повышения предельной час готыработы предлагаемый инвертор может быть выполнен по двухмостовой схеме 1 фиг. 2).Такой инвертор содержит следующие дополнительные элементы: управляемые вентили 22 - 25 второго моста, коммутируюшие индуктивности 26 - 32, включенные в анодные цепи тиристоров, коммутирующий конденсатор о 34 второго моста.При отпирании в первом такте вентилей1 и 4 ток течет по контуру: 7 в 30 1 - 6 - 4 -- 33 - 15 - 9 - 10 - 7. При этом через нагрузку 9 протекает снизу вверх импульс тока по форме, близкий к синусоидальному. Во второй части 15 полупериода первого такта, когда напряжениена индуктивности 10 принимает полярность, указанную на фиг. 2, и превышает напряжение на фильтровом конденсаторе 12 и нагрузке 9, открывается диод 18. Индуктивность 10 шунтируется цепью: 9 в 12 в 18. При этом ток в контуре: 7 - 30 - 1 - 6 - 4 - ЗЗ - 15 - 9 - 10 - 7 быстро прекращается и протекает в контуре: 10 - 9 - 12 - 18 - 10.В результате этого перезаряд конденсатора 6 будет остановлен на заданном уровне, а 2 Б запас электромагнитной энергии в коммутируюшей индуктивности 10 будет израсходован в нагрузке 9.При отпирании во втором такте вентилей22 и 25 ток протекает по контуру: 14 - 26 - 22 -- 34 - 25 - 29 - 8 - 11 - 9 - 14. При этом через нагрузку 9 снова протекает импульс тока по форме, близкий к синусоидальному, в ту же сторону, т.е. снизу вверх. Во второй части полупериода второго такта, когда напряжение на коммутирующей индуктивности 11 принимает знак, указанный на фиг, 2, и превышает напряжение на фильтровом конденсаторе 13 и нагрузке 9, открывается вентиль 19, и индуктивность 11 шунтируется по контуру: 19 --- 13 - 9, что приводит к прекрашению тока по контуру: 14 в 26 в 22 в 34 в 25 в 29 в 8 в 11 - 9 -- 14 и протеканию тока в контуре: 11 - 19 -- 13 в 9 11. Это останавливает перезаряд конденсатора 34 на заданном уровне и обеспечивает рассеивание в нагрузке 9 запаса электромагнитной энергии индуктивности 11. В третьем и четвертом тактах работают соответственно 2 - 3 и 23 - 24 тиристоры. Цепи протекания токов в этом случае аналогичны предыдущимлв м тактам.Таким образом, сброс избыточной реактивной энергии с коммутируюших индуктивностей осуществляется на дополнительные фильтровые емкости, заряженные до половины питающего напряжения, что позволяет существенно снизить предельные напряжения на элементах инвертора. В течение всего интервала времени, предоставляемого на восстановление управляемости, к прямым вентилям прикладывается обратное напряжение, что позволяет снизить время, необходимое для восстановления управляемости прямых вентилей, а следовательно, повысить предельную выходную частоту инвертора. Ток сброса с дополнительных60266 Формула изобретения Составитель И. ГалиеТехред О. ЛуговаяТираж 892 едактор В. Фельдм акаа 3031/46 Корректор Н. ТупиПодписное ЦНИ ПИ Госуд по 113035,или ал ППпиетров СССийд. 4/5роектная, 4 арственногделам изМосква, ЖП Патент комитета Совета бретений и откры .35, Раушская набг. Ужгород, ул. 5коммутирующих индуктивностей протекает по нагрузке в том же направлении, что и ток прямых вентилей, а это снижает уровень гармонических составляющих в токе нагрузки и повышает КПД инвертора.Ограничение напряжения на нагрузке позволяет обеспечить устойчивую работу инвертора в широком диапазоне изменения эквивалентного сопротивления нагрузки.Двухтактный вариант схемы инвертора позволяет повысить предельную частоту работы преобразователя,Автономный последовательный инвертор, содержащий подключенные ко входным выводам через фильтровые дроссели вентильные мосты с узлами коммутации, подключенную параллельно мостам последовательную цепь из нагрузки и двух фильтровых конденсаторов, свябзанных со входными выводами одними обкладками - непосредственно, а другими - черездиоды, отличающийся тем, что, с целью ограничения напряжения на элементах инвертораи нагрузке и повышения выходной частоты, фильтровые дроссели выполнены с отводами, соединенными через дополнительные фильтровыеконденсаторы с концами соответствующих дополнительных коммутирующих индуктивностей,каждая из которых включена между нагрузкойи фильтровым конденсатором, причем их точкисоединения с нагрузкой соединены через дополнительные вентили с одними отводами фильтровых дросселей, к другим отводам которыхподключены упомянутые диоды.Источники информации, принятые во вни 15 мание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР270870,кл. Н 02 Р 13/18, 1971.2. Авторское свидетельство СССР535695,кл. Н 02 М 7/515, 1973,