Последовательный автономный инвертор

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советсник Соцнапистических Республйк(51)М. Кл. Н 02 М 7/515 с присоединением заявки йо Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий.572(088.8) Дата опубликования описания 300431 В.В.Шипицин, В.И,Лузгин, А.А.Новиков А,А.Рухман,.В.В.Дрягин, А,В.Абрамов, О,Л.Кузнецов, Ф.Н.Маркичев, .В.Г.Саин, Г.Н.ЯгОдов, В.Н.Макаров.и Д.В.,Чуркин1Уральский ордена Трудового Красного Знамениполитехнический институт им. С.М.Кирова(54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть ис- пользовано в установках для индукци-онного нагрева металлов и в ультразвуковых технологических установках.Известен автономный инвертор, содержащий два преобразовательных моста с коммутирующими контурами в диагонали переменного тока. Каждый мост содержит прямые и обратные вентили 11Однако восстановление запирающих свойств прямых вентилей происходнт при низком обратном напряжении, что сужает частотный диапазон инвертора.Наиболее близким по технйческой сущности к предлагаемому является последовательный инвертор с двумя преобразовательными мостами, в котором обратные вентили выполнены управляеьыми, а отпирание их осуществляется с некоторой задержкой по отношению к моменту запирания соответствукщего прямого вентиля. Это позволяет расширить частотный диапазон 2.Однако при резком возрастании сопротивления нагрузки увеличивается длительность импульса тока прявых вентилей, уменьшается обратное напряжение на них и преждевременно появляется прямое напряжение. В результате затрудняется восстановление управляемости пряьых вентилей, что может привести к срыву процесса инвертирования. Из-за уменьшения прямого напряжения на обратных вентилях затрудняется их отпирани ., что приводит к прекращению рекуперации излишней электромагнитной энергии из коммутируххаих контуров в источник питания и .появлению перенапряжений, опасных для вентилей и других элементов инвертора. Это снижает надежность инвертора.Цель изобретения - повышение надежности.Поставленная цель достигается тем, что последовательный автономный инвертор, содержащий блок управления и преобразовательные мосты с пряьым и обратными управляевыми вентилями, причем з диагона и каждого иэ мостов включены коммутирующие конденсаторы и дроссели, выводы постоянного тока мостов связаны с входными выводами через фильтровые дроссели, а с выходными - через фильтровой конденсатор, снабжен дополнительными конденсаторами и двумя вентилями, причем два дополнительных вентиля соединены по 826530следовательно и подключены между первым выходным выводом и общей точкойфильтровых дросселя и конденсаторапараллельно последнему и встречнопо отношению к полярности входногонапряжения, а дополнительный конденсатор включен между общей точкой дополнительных вентилей и вторым выходным выводом.Для повышения надежности инверторможет быть также снабжен ограничителями напряжения, подключенными параллельно коммутирующим конденсаторам, первой группой трансформаторовтока, первичные обмотки которых включены последовательно с ограничителями напряжения, и второй группой трансформаторов тока, первичные обмоткикоторых включены последовательно собратными вентилями, при этом блокуправления содержит задающий генератор, управляемый ключ с двумя вхо Одами, пусковое и выходное устройства,причем вторичные обмотки трансформаторов тока первой группы объединеныи связаны с первым входом управляемого ключа, вторичные обмотки трансформаторов тока второй группы объединены и связаны со вторым входом управляемого ключа, с которым связантакже выход пускового устройства,управляемый ключ включен между выходом задающего генератора и входомВыходного устройства, выходы которого связаны с управляющими переходамипрямых и обратных вентилей,На чертеже приведена схема инвертора.Кнвертор содержит два вентильныхмоста, состоящих из пряьих вентилей1-8, обраных вентилей 9-16, коммутирующих конденсаторов 17 и 18, коммутирующих дросселей 19 и 20, анодиых дросселей 21-24 и 25-28. Нагрузка 9 подключена через фильтровойконденсатор 30 параллельно вентильныммостам, которые через фильтровыедроссели 31 и 32 подключены к входным 4выводам. Параллельно нагрузке вклю"чена последовательная цепочка из дополнительного конденсатора 33 и дополнительного вентиля 34, общая точка которых через второй дополнительный вентиль 35 соединена с общей точкой нагрузки и Фильтрового конденсатора. Параллельно конденсаторам 17. и 18 подключены ограничители 36 и 37напряжения, последовательно с которыми включены первичные обмотки транс-Форматоров 38 и 39 тока. Последовательно с обратными вентилями 10, 12,14 и 16 включены первичные обмоткитрансформаторов 40-43 тока. Задающийгенератор 44 через управляемцй 60ключ 45 связан со входом выходногоустройства 46, Ко входам ключа 45 подключены вторичные обмотки трансформаторов 38, 39 и 40-43 тока, а такжепусковое устройство 47. 65 Инвертор работает следукщим образом.В первом такте импульсы выходногоустройства 46 отпирают вентили 1 и 2Ток перезаряда коммутирующего конденсатора 17 протекает по контуру 17-19-2-22-29-30-21-1-17, при этом формируется первый полупериод кривой тока нагрузки. Во втором такте отпираются обратные вентили 15 и 16, ток частичного разряда конденсатора 18 протекает по контуру 18-20-15-27-39-. -29-28-42-16-18 и формируется второй)полупериод кривой тока нагрузки. В последующих тактах процессы протекают аналогично,.При появлении напряжения на нагрузке 29 с положительной полярностью, указанной на чертеже, конденсатор 33 заряжается до некоторого напряжения, полярность которого также указана начертеже. При появлении нанагрузке 29 отрицательного напряжения, большего по величине половины питающего напряжения, конденсатор 33частично разряжается. В результатепри возрастании сопротивления нагруэки при положительной полярности напряжения на нагрузке ток нагрузки дополнительно замыкается по контуру 29-35-33-29, при отрицательной - по контуру 29-33-34-30-29. Это обеспечивает ограничение обеих полуволн выходного напряжения на нагрузке на уровне 0,5-0,8 от полного питакщего напряжения и создание нормальных условий коммутации тока вентилей независимо от сопротивления нагрузки. Степень ограничения определяется кратностью емкости конденсатора 33по отношению к емкости конденсаторов17 и 18.Для предотвращения режима "невключения" обратных вентилей 9-16, прикотором появляются опасные перенапряжения, в инвертор введены трансформаторы 40-43 тока. Если обратные вентили в установившемся режиме нормально отпираются, со вторичных обмоток трансформаторов 40-43 тока поступают разрешающие сигналы на управляемый ключ 45, который дает разрешение на дальнейшее Формирование управляющих импульсов для вентилей 1-8 и 9-16. Для пуска инвертора на входуправляемого ключа 45 с выхода пускового устройства 47 подается однократный разрешающий импульс. Если по какой-либо причине обратные вентилине запираются, на вторичных обмоткахтрансформаторов 40-43 тока исчезаютразрешающие сигналы, и управляемяйключ 45 запрещает Формирование управляющих импульсов для вентилей инвертора.В случае отказа система контроля тока обратных вентилей, совпадакщего с режимом фневключения" обратных вентилей, перенапряжение на коммути826530 Формула изобретения В Т Ужгор роект рующих конденсаторах 17 и 18 ограничивают ограничители 36 и 37 напряжения. Ток ограничения через трансформаторы 38 и 39 тока подается на второй вход управляемого ключа 45, что приводит к снятию управляющих импульсов с вентилей инвертбра. Это позволяет предотвратить появление перенапряжений на элементах инвертора на время срабатывания защиты и уменьшить установленную мощность ограничи- о телей 36 и 37.Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить надежность инвертора с управляемыми обратными вентилями.15 1, Последовательный автономный инвертор, содержащий блок управления 20 и преобразовательные мосты с пряьыми и обратными управляемыми вентилями, причем в диагонали каждого из мостоввключены коммутирующие конденсаторы и дроссели, выводы постоянного тока 5 мостов связаны с входными выводами через фильтровые дроссели, а с выходными - через фильтровой конденсатор, о т л и ч а ю щ и й с я тем., что, с целью повышения надежности, он снабжен дополнительными конденсаторам и двумя вентилями, причем.два дополнительных вентиля соединены последовательно и подключены между первым выходным выводом и общей точкой фильтровых дросселя и конденсатора параллельно последнему и встреч 31 но по отношению к полярности входного напряжения, а дополнительный конденсатор включен между общей точкойдополнительных вентилей и вторым выходным выводом.2, Инвертор по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен ограничителями напряжения, подключенными па-.раллельно коммутирующим конденсаторам, первой группой транформаторовтока, первичные обмотки которыхвключены последовательно сограничителями напряжения, и второй группойтрансформаторов тока, первичные обмотки которых включены последовательно с обратными вентилями, а блокуправления содержит задающий генератор, управляемый ключ с двумя входами, пусковое и выходное устройства,причем вторичные обмотки транформаторов тока первой группы объединеныи связаны с первым входом управляемого ключа, вторичные обмотки трансформаторов тока второй группы объединены и связаны со вторым входомуправляемогоключа, с которым связан .также выход пускового устройства,управляемый ключ включен между выходом задающего генератора и входомвыходного устройства, выходы которого связаны с управляющими переходамипряьих и обратных вентилей.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9486439, кл. Н 02 М 7/537, 10.09.71.2. Авторское свидетельство СССРР 270870, кл. Н 02 М 7/515, 1969.