Автономный последовательный инвертор

В ЛИЬ ФФ 4. , ВОЮЕМ фд ОПЙСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(6) Дополнительное к авт. саид-ву 535695 (22) Заявлено 050678 (21) 2625760/24-07 С ПРИСОЕДИНЕИИЕМ ВаВВКИ Нов(5 ЦМ, Кл, Н 02 М 7/515 Государственный комитет СССР по делан изобретений и открытий(54 ) АВТОНОМНИЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНИЙ ИНВЕРТОР полненного из двух частей, причемодна часть включена последовательнос мостом, а другая - в диагональ переменного тока моста последовательнос конденсатором, Тиристоры моста эашунтированы встречно-параллельнымивентилями, что обеспечивает устойчивую работу инвертора при изменениисопротивления нагрузки от нуля до номинальной величины.Применение диодов, шунтирующих нагрузку и каждый разделительный конденсатор, расширяет нагрузочный диа-,пазон инвертора и позволяет питать 15 нагрузку, сопротивление которой изменяется в сторону увеличения вплотьдо бесконечности, причем выходноенапряжение инвертора практически остается неизменныи. В то же время, 20 при снижении сопротивления нагрузкидо величины ниже номинальной наблюдается уменьшение выходного напряжения и мощности инвертора.В этой схеме напряжение на нагруз ке ограничивается и стабилизируетсяна уровне 0,5 от входного. Для рядатехнологических целей требуется регулирование выходного напряжения имощности инвертора по определенному 30 закону. Очевидно, что в известной Изобретение относится к преобразовательной технике с применением полупроводниковых вентилей и предназначено для необратимого преобразования постоянного тока в переменный ток повышенной частоты и может быть использовано, например, для питания индукционной нагревательной установки.По основному авт. св, Р 535695 известен автономный последовательный инвертор, предназначенный для необратимого преобразования постоянного тока в переменный ток повышенной частоты, используемый преимущественно для питания индукционных нагревательных установок, Известная схема инвертора содержит подключенный через дроссели фильтра ко входным выводам тиристорный мост с узлом коммутации, подключенную параллельную мосту последовательную цепь из нагрузки и двух разделительных (фильтровых) конденсаторов, а также двух диодов, каждый из которых включен между общей точкой нагрузки и разделительного конденсатора и между обкладкой другого разделительного конденсатора. Узел коммутации состоит из коммути 1 рующих конденсатора и дросселя, вы(71) ЗаяВИТЕЛЬ Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехническийинститут им, С. М, Кирова15 25 30 35 40 45 50 55 схеме при неизменном напряжении питания такое регулирование возможнолишь при изменении сопротивления нагрузки или частоты выходного напряжения что не всегда приемлемо.С целью регулирования выходногонапряжения и мощности при неизменнойвеличине напряжения питания в предлагаемом инверторе между цел нагрузки и точкой соединения диода с разделительным конденсатором включенывстречно-параллельно соединенные тиристор и диод.Схема инвертора приведена начертеже, где 1-4 - тиристоры; 5-8встречно-параллельные вентили; 9коммутирукщий конденсатор; 10-11коммутирующие дроссели; 12, 13 - разделительные (фильтровые) конденсаторы; 14 - активно-индуктивная нагрузка; 15 - компенсирующий конденсатор;16, 17 - диоды, через которые осуществляется возврат избыточной реактивной энергии иэ контура коммутации инвестора помимо нагрузки в источникпитания; 18, 19 - фильтровые дроссели; "ЕО= дойолнительныи тиристор;- дополнительный диод,Работает инвертор следующим образом.При отпирании, например, тиристоров 1 и 4 и тиристора 20 через эле"менты контура инвертора и нагрузкупротекает высокочастотный импульстока по цепи: 12, 1, 10, 9, 4, 11,13, 14 и 15, 20, 12, После прекраще-ния импульса тока через упомянутыетиристоры протекает импульс тока через встречно-параллельные вентили5 и 8 и дополнительный диод 21 по цепи: 9, 10, 5 12, 21, 14 и 15, 13, 11,8, 9 (происходит частичный разрядконденсатора 9). Этот ток протекаетчерез нагрузку 14 и конденсатор 15 в .обратную сторону. Затем отпираютсяочередные тиристоры 2 и 3 и дополнительный тиристор 20. Очередной прямой импульс тока протекает по цепи:12, 2, 9, 10, 3, 11, 13, 14 и 15,20, 12. Затем после прекращения импульса тока через упомянутые тиристоры через вентили 7 и 6 и дополнительный диод 21 снова протекает через нагрузку 14 и конденсатор 15 обратныйимпульс тока по цепи: 9, 6, 12, 21,14 и 15, 13, 11, 7, 10, 9. Затем процесс повторяется аналогично выше описанн ному,Если сопротивление нагрузки вышеноминального, то импульсы высокочастотноготока протекают помимо нагрузки через диоды 16 и 17, как тольконапряжение на нагрузке станет больше,чем напряжение на каждом иэ конденсаторов 12 и 13. При этом напряжение на нагрузке ограничивается на уровне напряжения на конденсаторах 12 и 13, т. е. на уровне 0,5 от входного напряжения инвертора.При регулировании выходного напряжения инвертора отпирание дополнительного тиристора 20 происходит с некоторым запаздыванием после отпирания очередных тиристоров моста инвертора. При этом в первый момент после отпирания тиристоров, например, 1 и 4 моста инвертора ток протекает по цепи: 12 и 16, 1, 10, 9, 4, 11, 13 и 17, 12 и 16. Как только будет открыт дополнительный тиристор 20, так сразу же через нагрузку 14 и конденсатор 15 будет протекать прямой импульс20 тока, выделяя в ней соответствующую мощность. Ток частичного разряда кОнденсатора 9, протекающий через встречно-параллельные вентили, например, 5 и 8, протекает через нагрузку так же, как это имеет место в других режимах работы инвертора.Таким образом, при работе инвертора в режиме регулирования выходного напряжения и мощности до момента открытия дополнительного тиристора 20 ток контура коммутации инвертора замыкается через диоды 16 и 17, а после отпирания тиристора 20 - через нагрузку. Благодаря регулированию выходного,напряжения и мощности расширяетсяобласть воеможного применения инверто-,ра для других целей, Как известно область применения регулируемых инверторов, способных питать резко переменную нагрузку, значитесь но шире,чем нерегулируемых. Можно ожидать экономический эффект от применения предлагаемого устройства, определяемыйпрежде всего видом технологическогопроцесса, а также экономией от расширения области применения предлагаемого устройства,формула изобретенияАвтономный последовательный инвертор по авт. св. 9 535695, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрегулирования выходного напряжения имощности при неизменной частоте,между цепью нагрузки и точкой соединения диода с разделительным конденсатором включены встречно-параллельно соединенные дополнительные тиристор и диод.700904Составитель И. Жеребина Редактор В. Левятов Техред Э.ЧужихКорректор Я. Горват Заказ 7392/39 Тираж 857 Подписное цНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Филиал ППП фПатент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4