Однофазный мостовой инвертор

Союз Совфтскик Соцмалмстмцескмк Реотублик(23) Приоритет -судврствеиимй комитет СССР по делам изооретеиий и открытийОпубликовано 25.0479. БюллетеньДата опубликования описания 30.04.79 3) УДК 621.3142) Авторы изобретения В. Ивашин и В. М. Шатунов 71) Заявите Тольяттинский политехнический институ 4) ОДНОФАЗНЫЙ МОСТОВОЯ ИНВЕРТО дешсвления констивности в цепях ка можно размесИзобретение относится к устройствам преобразования постоянного тока в переменный ток повышенной частоты, в частности для установок индукционного нагрева.Известны мостовые и полумостовые однофазные инверторы, используемые в электротехнических устройствах для преобразования постоянного тока в переменный 1, 2 и 3.Из известный мостовых однофазных инверторов наиболее близким по технической сущности и характеру протекания электромагнитных процессов является инвертор, представляющий собой мостовую схему, в плечи которой включены тиристоры или группы тиристоров 3. В одну диагональ моста положительным полюсом к анодам коммутирующих приборов включен источник постоянного тока, последовательно с которым включен дроссель. В другую диагональ моста включены разделительный конденсатор и параллельно соединенные компенсирующий конденсатор и нагрузка или только компенсирующий конденсатор и нагрузка.Мостовые однофазные инверторы, у которых нагрузка включена в диагональ моста, могут работать, когда число коммутирующих приборов или групп приборов не меньше четырех. Применение в однофазных мостовых инверторах не менее четырех коммутирующих приборов зачастую неоправданно удорожает стоимость установок, усложняет схему управления, снижает КПД инверто ров.Цель изобретения - упрощение инвертора путем уменьшения числа тиристоров.Поставленная цель достигается тем, что в два противоположных плеча мостовой схе мы встречно по обходу плеч моста включеныдва гальванически развязанных источника, в два других плеча включены компенсирующие конденсаторы или последовательно соединенные компенсирующие и разделительные конденсаторы. Гричем нагрузки подключены параллельно компенсирующим конденсаторам, а тиристоры включены в диагонали мостовой схемы. В такой схеме однофазного мостового инвертора число коммутирующих приборов или групп приборов равно 20 ДвУм С целью упрощения ирукции инвертора индуисточников постоянноготить на одном магнитопроводе, при этом они будут магнитно связаны.Нагрузки однофазного мостового инвертора, выполненные в виде двух последовательно расположенных индукторов установки индукционного нагрева, могут охватываться общим магнитопроводом, Магнитная связь между двумя последовательно расположенными индукторами будет и при нагреве в них одной достаточно длинной ферромагнитной заготовки.При высокочастотной закалке целесооб разно применение понижающего выходного трансформатора. Нагрузка в виде одного индуктора может подключаться к вторичной обмотке выходного трансформатора, первичные обмотки которого включены параллельно компенсирующим емкостям.На фиг. 1 представлена принципиальная схема однофаз ного мостового инветора с двумя коммутирующими приборами в диагоналях мостовой схемы; на фиг. 2 - принципиальная схема однофазного мостового 20 инвертора, индуктивности которого в цепяхисточников постоянного тока магнитно связаны; на фиг. 3 представлена принципиальная схема однофазного мостового инвертора с одной общей нагрузкой, подключенной к вторичной обмотке трансформатора, первичные обмотки которого включены параллельно компенсирующим конденсаторам.Однофазный мостовой инвертор, представленный на фиг. 1, содержит два тиристора 1 и 2, включенных в диагонали мосто- З 0 вой схемы. Два источника постоянного тока 3 и 4 включены последовательно с дросселями 5 и 6 в два противоположных плеча мостовой схемы встречно по обходу плеч моста.В два других плеча включены цепочки, со 35 стоящие из нагрузок 7 и 8, компенсирующих конденсаторов 9 и 10 и разделительных конденсаторов 11 и 12.При включении тиристора 1 ток источника 3 замыкается через дроссель 5, разделительный конденсатор 11 и параллельно 40 соединенные компенсирующий конденсатор 9 и нагрузку 7, а ток источника 4 - через дроссель 6, разделительный конденсатор 12 и параллельно соединенные компенсирующий конденсатор 1 О и нагрузку 8. Компен 45 сирующие конденсаторы перезаряжаются по колебательному закону, при этом зарядный ток уменьшается до нуля и тиристор 1 выключается. При включении тиристора 2 ток источника 3 замыкается через дроссель 5, конденсаторы 10 и 12 и нагрузку 8, а ток источника 4 - через конденсаторы 9 и 11 и нагрузку 7, Токи через нагрузки и конденсаторы меняют свое направление относительно того, которое они имели при включении тиристора 1. Коммутирующие конденсаторыИ заряжаются по колебательному закону, зарядный ток через тиристор уменьшается до нуля и тиристор 2 выключается. После этого включается тиристор 1 и процесс повторяется. Переменное напряжение компенсирующих конденсаторов 9 и 10 прикладывается к нагрузкам 7 и 8. Частота колебаний определяется в основном величинами емкостей 9 и 10, а также индуктивностей нагрузок 7 и 8 коэффициентом взаимоиндуктивности между ними, Регулирование мощности инвертора может осуществляться изменением момента включения тиристоров 1 и 2 относительно фазы напряжения на компенсирующих конденсаторах, изменением напряжения источников питания 3 и 4 или изменением величины индуктивностей 5 и 6. В последнем случае индуктивности 5 и 6 должны быть переменными.Однофазный мостовой инвертор, представленный на фиг. 3, содержит два тиристора 1 и 2, включенных в диагонали мостовой схемы. Два источника постоянного тока 3 и 4 включены последовательно с дросселями 5 и 6 в два протиоположных плеча мостовой схемы встречно по обходу плеч моста, В два других плеча включены два разделительных конденсатора 1 и 12 и два компенсирующих конденсатора 9 и 1 О. Параллельно компенсирующим конденсаторам включены две первичные обмотки 13 и 14 выходного трансформатора. Нагрузка 16 подключена к вторичной обмотке 15 выходного трансформатора.При включении коммутирующего прибора 1 ток источника 3 замыкается через дроссель 5, разделительный конденсатор 11 и параллельно соединенные компенсирующий конденсатор 9 и первичную обмотку 13 выходного трансформатора. Ток источника 4 через дроссель 6 и тиристор 1 замыкается через разделительный конденсатор 12 и параллельно соединенные компенсирующий конденсатор 10 и первичную обмотку 14 выходного трансформатора.Использование двух тиристоров (или двух групп тиристоров) выгодно отличает предлагаемый однофазный мостовой инвертор от прототипа, При этом уменьшается стоимость мостового инветора, упрощается схема управления, снижаются потери электроэнергии при коммутации, повышается КПД инвертора.Формула изобретения1. Однофазный мостовой инвертор, содержащий тиристоры, дроссели фильтра, разделительные и компенсирующие конденсаторы, подключенные параллельно выходным выводам, отличающийся тем, что, с целью упрощения при питании от двух гальванически развязанных источников, последние включены в два противоположных плеча однофазного моста встречно по обходу плеч, в два других плеча включены цепочки из компенсируюцих и разделительных конденсаторов, а указанные тиристоры вклю658682 г. нцев авитель Г Во ед О. Луговаяж 856 Сос ов Техр Тира ЦН И И П И Государст по делам изоб 113035, Москва, Ж -илиал П П П Патент, рректор М. Вигулаоднисное едактор Д. Зубаказ 280873 СССР ийд. 4,5 роектная венного комитетаретений и открыт 35, Раушская наб г. Ужгород, ул. П чены в соответствую 1 цей полярности в диагонали этого моста. 2. Инвертор по п. 1, отличающийся тем,что дроссели фильтра магнитно связаны. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе ь. Авторское свидетельство СССР262253, кл. Н 02 М 7(515, 18.11.68.2. Авторское свидетельство СССР261600, кл. Н 02 М 7/515, 03.09.68.3. Беркович Е. И. и др. Тиристорные преобразователи высокой частоты. Ч.,:Энергия, 1973, стр. 29, 35, 46.