Инвертор напряжения

"ец евоеОПЕ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ги 780128 ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. Н 02 М 7/515 11 зеудеретееиный квинтет СССР в делей изобретений и етхрнтий(53) УД К 621.314. . 57 1(088. 8) Дата опубликования описания 25.11.80 г(72) Авторы изобретения И. В. Сурант, П. В. Беляев и О. П. Куракина Омский политехнический институт(54) ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ 1Изобретение относится к области преобразовательной техники и может исцользоваться в системах электроснабжения и в частотнорегулируемых электроприводах промышленных установок и транспортных средств. Известны инверторы с синусоидальным выходным напряжением высокой частоты, состоящие из двух тирнсторных мостов,1 О соединенных последовательно через резонанспый контур. с нагрузкой, используемые в установках индукционного нагрева 1, ц 2Из известных инверторов наиболее блюким к изобретению по технической сущности является инвертор с синусоидальным выходным напряжением 31, содержащий два тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналях, связанные с цепью нагрузки через фильтр, имеющий последовательно соединенные тиристоры, каждый из которых включен параллельно цепи нагрузки. 2Недостатками этого инвертора является сложность силовой схемы и системы управления тиристорами устройства а также низкая надежность.Целью изобретения является упрощение устройства и повышение надежности при тех же воэможностях регулирования выходного напряжения по частоте и амплитуде.Указанная цель достигается тем, что в инверторе напряжения, содержащем подключенные ко входным выводам силовые тирнсторы, которые связаны с выходными выводами через П-образный фильтр из дросселя и двух конденсаторов, последовательно соединенные дополнительные тиристоры, каждый из которых включен параллельно выходными выводам, зашунтированным дополнительным фильтровым коидецсатором, а также коммутирующие конденсаторы, фильтровой дроссель выполнен с двумя отпайками, каждая из которых подключена к общейточке по-, следовательной цепи, образованной одним3 7801 28 4тем создается временной интервал длявосстановления этим тиристором свойствуправляемости до начала формированияотрицательного полупериода выходногонапряжения.Формирование отрицательного полупериода выходного напряжения инвертора.аналогично описанному выше и осуществляется с использованием тиристора 2, конденсатора 4, элементов фильтра: конденсатора 9, часть 6 и 1 2 обмотки дросселя 7, нагрузки 13 и конденсатора 10.Тиристор 14 обеспечивает созданиевременного интервала для восстановпениятиристором 2 свойств управляемости доначала формирования положительного полупериода выходного напряжения.Основными преимуществами заявляемогоинвертора перед известными являютсяупрощение силовой схемы и системы управления тиристорами устройства, повышениенадежности.Силовая схема упрощается, так какприменяется один силовой тиристор в формирователе экспоненциальных импульсоввместо четырех тиристоров в мостовом.формирователе экспоненциальных имцульсов прототипа. Функционально упрощается схема управления тиристорами инвертора напряжения, так как не требуетсяблок деления частоты по отдельным тиристорам моста, вдвое уменьшается числсвыходных усилительных каскадов, в которые входят мощныетранзисторы и импульсные трансформаторы.35Надежность инвертора повышается засчет уменьшения числа силовых тиристоров.В инверторе возможно регулированиеамплитуды выходного напряжения с сохранениемсинусоидальной формы путемизменения числа импульсов управленияосновным тиристором за полупериод напряжения на нагрузке 13 с сохранениемзакона изменения их частоты. 1 О 20 25 Через определенный промежуток време ни тиристор 1 отпирается повторно. Процесс эацирания тиристора 1 и перезаряда ,ц койденсатора 3 повторяется, и происходит формирование попожительного полупериода выходного напряжения инвертора модуляционным методом.В определенный момент времейи. до на Е чала отрицательного полупериода выходного напряжения отпираем тиристор 15 с помощью схемы управления, не показанной на чертежеу, При этом происходит скачкообразный заряд конденсатора55 3 через часть обмотки дросселя 7 и тиристор 15, Как только напряжение нв,кон-. .денсаторе Э превысит напряжение пита-.ния, произойдет запирание тиристора 1,из фильтровых конденсаторов и одним иэ коммутирующих конденсаторов, причем свободная обкладка последнего непосредственно соединена с одним из входных выводов и через один из силовых тиристоров подключена к соответствующему концу фильтрового дросселя.На чертеже приведена принципиальная . эпектрическая схема устройства. Предлагаемый инвертор содержит формирователи экспоненциальных импульсов, состоящие из силовых тиристоров 1 и 2, :коммутирующих конденсаторов Э и 4, частей 5 и 6 обмотки дросселя 7 П-образного фильтра, состоящего из конденсаторов 8 и 9, доиопнительного фильтрового конденсатора 10 и частей.11 и 12 .обмотки дросселя 7, к средней тЬчке которого подключена нагрузка 13, параллельно которой включены каждый из по. следовательно соединенных дополнитель ных тиристоров 14 и 15. Инвертор работает следующим обра-зом.При подачепостоянного напряженияна инвергор конденсатор 3 заряжаетсяот источника + 0, через элементы фипьтра; конденсатор 8 и часть 11 обмотки дросселя 7,"катрузку 13 и конденсатор "10. При отйирании тиристора 1 происходит разряд конденсатора Э через тиристор 1, часть 5 обмотки дросселя 7, В результате автокопебательного процесса тирчстор 1 запирается, а конденсатор 3 ока.рываетсязаряженным с обратным знаком по отношению к напряжению питания. Начинается перезаряд этого конденсатора через элемейты фильтра; конденсатор 8,. ": часть 3.1 обмотки дросселя 7, нагрузку 13, конденсатор 10 и формирование экспоненциального импульса напряжения на нагрузке 13,На основе предложенного инвертора . может быть построен трехфазный инвертор синусоидального напряжения с регулируемой амплитудой и частотой путем паралпельного подключения трех описанных инверторов к источнику питания и подключения к ним трехфазной нагрузки, соединенной по схеме звезда с нулевым проводом,Кроме этого, на основе предложенного инвертора может быть разработан преобразоватепь частоты для управления частотно-регулируемым приводом, облае Подписное митета ССС ткрытий ушская наб. 4"Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,иал 5 780дающий более высокими весогабаритнымипоказателями и надежностью. формула изобретения Инвертор напряжения,. содержащий подключенные ко входным выводам силовые тиристоры, которые связаны с выходными выводами через П-образный фильтр из 1 О дросселя и двух конденсаторов, последовательно соединенные дополнительные тиристоры, каждый из которых включен параллельно, выходным выводам, шунтированным дополнительным фильтровым кон-,5 денсатором, а также коммутирующие кон,денсаторы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и повышения .надежности, филь 1 ровой дроссель выполнен с двумя отпайками, каждая из котоЗаказ 9339/21 Тираж 783 ВНИИПИ Гсударственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж,. Р128 4рых подключена к обшей точке последовательной цепи, образованной одним из фильтровых,конденсаторов и одним иэ коммутирующих конденсаторов причем свободная обкладка последнего непосредственно соединена с одним из входных выводов и через один иэ силовых тиристоров подключена к соответствующему концу фильтрового дросселя. Источники информации,принятые во внимание при эксцертиэе 1. Минеев В. А. Тиристорный иивертор со стабилизирующими диодами. "Электротехника, 1974, % 6, с. 22, рис. 1. 2. Патент Великобритании