Последовательный инвертор

(22) Заявлено 03,11,76 (2 417219/24-0 1)М. Кл.Н 02 М 7l с прнсоединением заявки Ю 23) П риоритет дарствваый кввитвтСССРдвлви вибрвтвавв вткрютвй публиковано 15,0. Бюллетень,% 3 ДК 621.314 (088.8 ) та опубликования описания 18.08(72) Авторы изобретения В. Шипицын,С. Ухов, В. И. Лузгин В, Рудный ральский ордена Трудового Красного Знамени лолите институт имени С. М. Кирова) Заявител 54 ПОСЛЕДОВАТЕЛЪНЫЙ И ОР стн венки. чен дл днофа и-к выильтра,дключенныей со5с измерую иль изменяетение вымиь филь ал т из-затаения упика и о ап ого,инкаж Изобретение относится к обла тильной преобразовательной техн Известный инвертор предназн питания током высокой частоты переменной нагрузки. В инвертор встречно-параллельными вентиля пением сопротивления нагрузки ся выходное напряжение. Увелич ходного напряжения сверх помин снижает устойчивость его работь снижения времени для восстановл равляемости тиристоров. Поатом ограничить величину выходного н ния инвертора на уровне номинал Известны последовательные инвес диодами встречно-параллельного включения, в которых применяются цепи длограничения выходного напряжения науровне, близком к номинальному ЩИзвестен также последовательныйвертор, который содержит два вентилинвертируюших моста с коммутирующимконтурами в диагоналях переменного тои встречно-параллельными диодами в дом плече, подключенных к одному иводов для источника питания через дли фильтра, а другими выводамходным выводам, конденсаторы фодними своими обкладками пок общим точкам соединения инвертиших мостов с обмотками дросселя фра, а другими - с противоположныходными выводами, и через дросселра к другому выводу для источи С целью повышения устойчивости работы инвертора с диодами встречно-параллельного включения. использованы авто- трансформаторы, одна из полуобмоток каждого из которых включена в цепь ингрузочного колебательного контура и подсоединена к одной из выходных клемм инвертора, а вторая полуобмотка через дополнительный диод подсоединена к одной из обкладок фильтрового конденсатора, другая обкладка которого подключена к противоположному выходному выводу, причем компенсирующий конденсатор нагрузочного680123контура подключен к отпайкам автотрансформаторов.На чертеже изображено предлагаемое устройство.Инвертор содержит тиристоры 1, диоды 9-16 встречно-параллельного включения, коммутирующие конденсаторы 17- 18, коммутирующие дроссели 19-22, фильтровые конденсаторы 23-24, фильтровые дроссели 2526, компенсирующий конден свтор 27 в контуре нагрузки, активно-индуктивная нагрузка - индуктор 28, авто- трансформаторы 29-30, дополнительные диоды.Автотрансформаторы 29 и 30 имеют 15 по две полуобмотки 33 и 34. Они включены последовательно и имеют один общий промежуточный вывод. Эти трансформаторы могут иметь воздушное исполнение, однако для улучшения магнитной связи между обмотками целесообразно их выполнение на незамкнутом магнитопроводе (например, из феррита). Введение немагнитных зазоров облегчает подбор магнитопровода по условиям исключения егона 25 сыщения большим током контура нагрузки, протекающим через обмотку 33.При достаточно высокой добротности нагрузочного колебательного контура (что в большинстве случаев имеет место на30 практике) в нем, а следовательно, и через обмотки 33 автотрансформаторов протекает ток, близкий по форме к синусоидальному, На обмотках 34 наводится ЭБС также синусоидальной формы, Если напряжение на нагрузке в сумме с напряжением нв обмотках 33 и 34 окажется выше, чем напряжение на фильтровых конденсаторах 23 или 24, т.е. выше полного40 напряжения источника питания, то откроются дополнительные диоды 31 и 32, через них будет протекать ток возврата энергии с контура нагрузки, дальнейший рост напряжения на выходных клеммах ин 45 вертора прекращается.Работает инвертор следующим образом,От источника постоянного тока через фильтровые дроссели 25 и 26 заряжаются фетровые конденсаторы 23 и 24. При50 отнирвнии, например, тиристоров 1 и 4 импульс высокочастотного тока протекаета по цепи; 23-21-1-17-1 9 4 жц рузка. После прекращения тока через тиристоры 1 и 4 проводят обратный импульс тока зв счет частичного разряда конденсатора 17 встречно-параллельные диоды 12 и 9 по пепи: 17-9-21-23-нагрузка-19 17. Одновременно с этим импуль 6 4ом, т.е. после прекращения тока через тиристоры 1 и 4 проводят высокочастотный импульс тока очередные тиристоры 5 и 8 по цепи; 24-22-5-20-18 8-нагрузка, Затем проводят ток в том же контуре, но в обратную сторону, встречно- параллельные диоды 16 и 1 3. Одновременно протекает ток через очередные тиристоры 2 и 3 по цепи: 23 21-2 19-17- 3 чиагруэка, Затем снова в обратную сторону в этой же цепи протекает ток через встречно-параллельные диоды 11 и 10. Одновременно протекает ток через очередные тиристоры 6 и 7 по цепи; 24- 22-6-18-20-7-нагрузка. Д,алее процесс повторяется аналогичным образом,Иэ рассмотрения принципа работы инвертора видно, что при поочередной работе тиристоров обоих мостов через нагрузку (нагрузочный колебательный контур ) протекает переменный высокочастотный ток, причем в нагрузке прямой ток одного моста совпадает по направлению с обратным током другого моста.Рассмотрим, как работает инвертор в режиме ограничения напряжения на выходе. При работе тиристоров 1 4 импульс тока через нагрузку протекает слева направо. При этом на левой клемме инвертора (в) будет плюс, в на правой (в) минус. Если суммарное напряжение на обмотках дополнительного трансформатора 29 и на активно-индуктивной нагрузке окажется выше, чем напряжение на фильтровом конденсаторе 23, отпирается дополнительный диод 31 и через него протекает ток по цепи: активно-индуктивная нагрузка-обмотки 33 и 34 31-23-нагрузка. При этом избыточная энергия из контура нагрузки возвращается в фильтровый конденсатор 23, подключенный с обеих сторон через дроссели фильтра 25 и 26 к источнику питания, т.е, энергия возвращается в источник питания, Аналогичным образом возвращается энергия в источник питания при работе другого моста, Если суммарное напряжение на нагрузке 28 и на обмотках трансформатора 30 окажется выше, чем напряжение на конденсато- ре 24, ток через диод 32 протекает по цепи: активно-индуктивная нагрузка-обмотки 33 и 34-32-24-нагрузка.Из схемы видно, что обмотки 33 автотрансформаторов 29 и 30 включены в цепь нагрузочного контура, являясь его частью. Их сечение должно быть рассчитано на большой ток параллельного нагрузочного контура.680126 г Подписное Заказ 4808/52 Тираж 85 ИИП фитиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,Применение автотрансформаторов позволяет увеличить жесткость ограничения выходного напряжения и тем самым улучшить технические показатели инвертора.Увеличение жесткости достигается тем, 5 что связь между обмотками трансформатора лучше, чем между обмоткой индуктора и дополнительной обмоткой. В контуре нагрузки высокой добротности величина тока пропорциональна величине выход 1 О ного напряжения инвертора и, следовательно, величина напряжения в обмотках 33 автотрансформаторов 29 и 30 также пропорциональна величине выходного напряже 15 ния инвертора. Из вышеописанного следует, что суммарное напряжение на активно-индуктивной нагрузке и на обмотках автотрансформаторов пропорционально выходному напряжению инвертора. В случае20 роста выходного напряжения до величины выше номинальной будет происходить возврат избыточной энергии из контура нагрузки в источник питания, что ограничит величину выходного напряжения на заданном уровне и сохранит устойчивый режим работы инвертора. формула изобретения Последовательный инвертор, содержащий два инвертируюших моста с коммутируюшими контурами в диагоналях переменного тока и встречно-параллельными ди 35 одами в каждом плече, подключенных к одному из выводов для источника питаниячерез дроссели фильтра, а другими выводами - к выходным выводам и через дроссель фильтра к другому выводу для источника питания, конденсаторы фильтра, одними своими обкладками подключенные кобшим точкам соединения инвертирующихмостов с обмотками дросселя фильтра, адругими обкладками - с противоположными выходными выводами, о т л и ч а юш и й с я тем, что, с целью повышенияустойчивости работы, он снабжен двумядополнительными диодами и двумя автотрансформаторами, одна из полуобмотоккаждого из которых включена в цепь нагрузочного колебательного контура и подсоединена к одной из выходных клемм, а вторая полуобмотка через дополнительный диод подсоединена к одной из обкладок соответствуюшего фильтрового конденсатора,вторая обкладка которого подключена кпротивоположному выходноМу выводу, при-чем в нагрузочном колебательном контурекомпенсируюший конденсатор подключен кэтпайкам автотрансформаторов,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1, Авторское свидетельство, СССР480165, кл. Н 02 М 7/515,07,08.72.2. Патент США3327200,кл. 321-45, 20.06.67.3, Авторское свидетельство СССР486439, кл, Н 02 М 7/515,10,09.7 1.