Последовательный автономный инвертор

Союз Советски нСвциалистииесиинРессубпиии 714599(51)М. Кд, Н 02 М 7/515 Всударствннньй квинтвт СССР аф делан нзобретеннй н атнрытнйДата опубликования описания 08.02,80 В. В, Шипицын, В. Н, Антонова, В. И, Лузгин, А. А. Рухман, А. А, Новиков и В. В. Рудный(72) Авторы изобретения Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С, М. Кирова(54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР 2 Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть исполь зовано в качестве источника питания . для электротермических установок.Известен ряд схем последовательных. инверторов, в которых для расширения нагрузочиого диапазона используются дополнительные контуры, осуществляющие возврат избыточной реактивной энергии, запасенной в электромагнитных полях1 О элементов схемы, в источйик питании,Известна схема независимого инвертора 11 , в которой ограничение степени раскачки напряжении на реактивныхэлемент и силовых вентилях в режимах,1 близких к короткому . замыканию, осушествляется за счет введения встречно параллельных неуправляемых вентилей, Такой способ ограничения не позволяет получить рабочие частоты выше 2,5 к 1 Ът, 2 ф так как обратное напряжение, прикладываемое к управляемым вентилям, определяется малой величиной паден л напряжения на работаюших встречно-параллель ных вентилях. Последнее обстоятельство требует увеличения времени, необходимого для восстановления управляемости силовых вентилей, а следовательно, при водит к суженшо частотного диапазона.Наиболее близкой является схема ин вертора 21, содержащая связанные с входными выводами через дроссели фильтра тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока и две последовательные цепочки, состоящие каждая из конденсатор а и дросселя, между общими точками которыхвключен диод.Существенным преимуществом данной схемы перед приведенной выше является создание более благоприятных условий для работы вентилей. Это, прежде всего, заключается в значительном снижении скорости нарастания прямого напряжения, прикладываемого к тиристорами, и времени, представляемого для восстановления управляемости тиристоров, к которым в выключенном состоянии прикладываетсязычитсльпое отрицтгельное напряженпер что позволяет получить более вйсокие частоты.К недостаткам рассматриваемой схемы относится низкий КПД инверторв5 эа счет малой амплитуды первой гармоники тока, протекающего через нагрузку,С целью повышения КПД и надежности инвертора в работе за счет обеспечения устойчивой его работы при изменении нагрузки, в предлагаемом инверторе дрос сель одной из последовательных цепочек выполнен с отводом и соединен последовательно с цепью нагрузки, причем их точка соединення связана с упомянутой обшей точкой другой цепочки через дополнительный диод, а между отводом дросселя и анодной группой моста включен вспомогательный диод.Схема инвертора представлена на20 чертеже. Инвертор содержит мост тиристоров 1-4, в диагональ переменного тока которого включен коммутирующий конденсатор 5, дроссели фильтра 6, 7 и две25 последовательные цепочки, одна из которых состоит из конденсатораразделительного) 8, дросселя коммутирующего) 9 и нагрузки 10, а другая - из дросселя 11 и конденсатора 12 общая точка кон 9ЗО денсатора 8 и дросселя 9 через диод 13 и точка соединения дросселя 9 и нагрузки 10 через дополнительный дйод 14 соединены с обшей точкой дросселя 11 и конденсатора 12, а отвод дросселя 8 соединен через вспомогательный диод 1 5Схема инвертора работает следующим образом.Полный цикл работы схемы определяется частотой управленид типисторами 1-4, Каждый такт характеризуется рабочим и нерабочим состоянием вентильногомоста, т,е. наличием и отсутствием тока коммутирующего контура. В течение такта рабств схемы разбивается на четыре интервала.3 интервал. При отпирании тиристоров 1, 4 по контуру 5-4-10-9-15-1-5 протекает импульс тока перезвряда ком-, мутирующего конденсатора 5. При этом через нагрузку 10 ток протекает снизу вверх, В момент равенства напряжений части коммутирующего дросселя 9 и коммутирующего конденсатора 5 диод 15закрывается.55Г интервал. Ток перезаряда комму- тирующего конденсатора 5 замыкается по цепи 8-1-5-4-10-9-8. Через нагру . ку ток протекает снизу вверх. В момент перехода тока коммутирующего контура через амплитудное значение напряжения на коммутирующем дросселе меняет полярность. Как только напряжение на этом дросселе по величине превысит сумму напряжения источника питания и падение напряжения на нагрузке, открывается диод 13. Ток в цепи коммутирующего контура резко спадает до нуля.Р интервал. Избыток реактивной энергии, запасенной в электромагнитном поле коммутирующего дросселя, рассеивается нв конденсаторе 12 и нагрузке 10. Ток сброса протекаетпо контуру 9-13-12-10-9. Ток через нагрузку протекает сйизу вверх.интервал характеризуется бестоковой паузой схемы инвертора, которая длится до включения тиристоров 2, 3. При этом ток заряда конденсатора 8 обеспечивает протекание тока через нагрузку сверху вниз. Первый такт работы схемы эаконче,н.Процессы, происходящие во втором такте,. аналогичны описанным выше, по окончаний второго такта включаются тиристоры 1, 4 и цикл работы схемы инвертора повторяется.В данной схеме инвертора помимо ограничения напряжений на тиристорах и реактивных элементах предусмотрено ограничение напряжения на нагрузке 10 до величины питающего напряжения с помощью диода 14, что обеспечивает устойчивую работу инвертора при изменении нагрузки в широких пределах.Таким образом, предлагаемый последовательный инвертор позволяет повысить КПД эа счет улучшенного гармонического состава нагрузки на 10-15% и обеспечивает устойчивую работу на резко переменную нагрузку.формула изобретенияПоследовательный автономный инвертор, содержащий связанные со входными выводами через дроссели фильтра тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока и две последовательные цепочки, каждая такая цепочка состоит из конденсатора и дросселя, между обцими точками которых включен диод, о т л и ч а юш и й с я тем, что, с целью повышения 1 КПД И надежности его в работе, дроссельСоставитель И, ЖеребинаЮ. Челюканов Техред Н. Ковалева Корректор акарен едак з 9309/57 Тираж 783 Под ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская набд/5 филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 5 714599 6одной из последовательных цепочек вьтйол- Источники информации,нен с отводом и соединен последователь- принятые во внимание при экспертизе но с цепью нагрузки, причем их точка 1. Авторское свидетельство% 235177 соединения связана с упомянутой обшей класс Н 02 М 7/48, 1967,точкой другой цепочки через дополнитель 2, Тиристорные преобразователи часный диод, а между отводом дросселя и тоты для индукционного нагрева металанодной группой моста включен вспомога- лов, Межвузовский научный сборник, тельный диод, Мд 6, Уфа, 1976, с, 9, рис. 1.