Последовательный инвертор

Союз СоветскмнСоциалистическиресттубттмк ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 868956(5)М. Кл. Н 02 М 7/535 Рвударстеенный амнтвт СССР ао делам нзобретеннй н атерытнйОпубликовано 30,09 .831 оллетеиь,3 те, Зб Дата опубликования ояисаиия З 0 ф 0981" ф вастопольский приборостроител 1) Заявитель ЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР и поут15 и оха 20 чт не м кого то го хода Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к силовым.преобразователям постоянного напряжения в переменное напряжение повышенной частоты (500-50000 Гц ) с использованием в качестве коммутирующих элементов полупроводниковых (тиристоров) или ионных (гиротронов, игнитронов) приборов и предназначенных для питания различного вида электрических потребителей энергии повышенных частот в различных областях техИзвестны схемы последовательн пумостовых инверторов, которые м работать с частотой выше частоты собственных колебаний 111 и 21. Недостатком этих схем являетс резкая зависимость напряжений и на элементах схемы от величины и рактера нагрузки, Кроме того, сх огут работать ни в режиме кор замыкания, ни в режиме холосНаиболее близкой является схема инвертора, каждая ячейка которого, прн условии четного их числа, состоит из последовательно соединенных тиристоров, подсоединенных к входным выводам, причем последовательно с тиристорами включены обмотки дросселя, точка соединения через обмотку трансформатора и коммутирующие конденсаторы соединена со входными выводами инвертора ГЗ .Однако эта схема не может работать при коротких замыканиях и близких к нему режимах, так как последнее свя-, зано с резким возрастанием токов и напряжений на элементах схемы.Цель изобретения - повышение надежности за счет ограничения перенапряжений на элементах схемы.Поставленная цель достигается тео в последовательном ннверторе, с держащем четное число ячеек, каждая из которых состоит из подключенных к разноименным входным выводам3 868956 4вух тиристоров и последовательно луячейкой путем перезарядки конденоединенных с ними обмоток дроссе- саторов 11 и 12, отрицательные - я, подключенных через первичную второй полуячейкой путем перезарядобмотку выходного трансформатора к ки конденсаторов 33 и 34. При этом общей точке двух последовательно5положительная полярность выходного соединенных конденсаторов, подкчю- напряжения формируется при работе ченных ко входным выводам, при ис- первой ячейки независимо от того, пользовании общего выходного транс- какой тиристор 1 ;или 2 включаетФорматора для всех ячеек, в каждую ся. При двухячейковом варианте схеячейку введены встречные вентиль и 1 О мы тирнстора включаются в последотиристор, а дроссель снабжен дву- вательности 1-21-2-22. дслмя дополнительными обмотками, первая из которых шунтирована встреч" ным тиристором, а вторая через введенную дополнительную обмотку выходного трансформатора и встречный вентиль подключена ко входным выводам, причем каждая первичная обмотка трансформатора выполнена в виде двух полуобмоток, соединенных последовательно с упомянутыми обмотками дросселей и Гподключенных, общей точкой к общей точке указанных конденсаторов.На чертеже показаны две ячейки многоячейкового инвертора, которые отличаются только камерностью включений первичных обмоток выходного трансформатора.Тиристоры 1 и 2 включены между входными выводами 3 и 4 инвертора. Между тиристорами включены две цепочки, каждая из которых состоит из обмотки 5 (6) дросселя 7 и полуобмоток 8 (9) выходного трансформатора 10, Общая точка этих полу- обмоток подсоединена к общей точке конденсаторов 11 и 12. Рекуперационная система состоит из последовательно соединенных дополни-. тельной обмотки 13 дросселя 7, дополнительной обмотки 14 трансфор-. матора 10 и встречного вентиля (диода) 15. Дроссель имеет также дополнительную обмотку 16, шунтируемую встречным тиристором 17. Напрузка подкл 1 очается к выводам 18 и 19 обмотки 20 выходного трансформатора 10.Вторая ячейка содержит тиристоры 21 и 22, обмотки 23 и 24 дросселя 25, полуобмотки 26 и 27 трансформатора 10, дополнительные обмотки 28 и 29 дросселя 25, дополнительную обмотку 30 трансформатора, тиристор 31 вентиль 32, конденсаторы 33 и 34.Схема работает следующим образом.. Положительные полуволны выходного напряжения формируются первой по 15 20 25 30 35 40 45 50 55 В общем случае диапазон изменения потенциала средней точки конденсаторов больше напряжения между входными зажимами 3 и 4 напряжение питания). При открытом тиристоре 1 напряжение на конденсаторе 11 равно сумме напряжений на обмотках 5 и 8, которое трансформируется на обмотки 13 и 14 рекуперационной системы. Суммарное напряжение на обмотках 13 и 14 в своей обратной полярности ограничивается напряжением между выводами 3 и 4, так как в противном случае открывается диод 15. Таким образом, цепочка иэ обмоток 13 и 14 и диода 5 ог" раничивает величину отрицательного напряжения на конденсаторе 1. При этом схема имеет принципиальное отли" чие от схем, ограничивающих напряжение на коммутирующих конденсаторах путем шунтирования их встречным диодом, так как осуществляется не прос-. то прекращение потребления энергии с входных выводов, но и возврат энергии на эти выводы, что и дает возможность ограничивать ток в режиме короткого замыкания. Применение в качестве вентиля 15 тиристора дает возможность регулировать величину максимального напряжения на конденсаторах и соответственно величину тока нагрузки. Рекуперационная система в зависимости от номерности Формируемого выходного напряжения требует встречного или согласного включения дополнительных обмоток дросселя и выходного трансформатора, чтообуславливает необходимость применения для каждой ячейки отдельного дросселя, потокосцепление которого к концу .полупериода (при коротком замыкании всегда) не достигает нулевого значения. Для сокращения энергии дросселя в период работы другой ячейки на каждом дросселе размещается дополнительная обмотка 16, кото5 8 рая эакорачивается шунтирующим тиристором 17 или 31.Последовательный инвертор, собранный по предлагаемой схеме дает воэможность построить источник 1 повышенной частоты , для которо - го короткое замыкание и близкие к нему режимы являются рабочими режимами нагрузки (потребителя) нли (в случае высокой вероятности короткого замыкания на зажимах нагрузки) существенно повысит эксплуатационную надежность устройства. Последовательный инвертор, содержащий четное число ячеек, каждая из которых состоит из подключенных к ,разноименным входным выводам двух тиристоров и последовательно соединенных с ними обмоток дросселя, подключенных чеоез первичную обмотку выходного трансформатора к общей точке двух последовательно соединенных.конденсаторов , подключенных ко входным выводам , о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышеереб Составитель И.едактор Ю. Ковач Техред М,Исак оррек мчик,3митета ССоткрытийская наб. Заказ 8351/8ВНИИП одпис Тираж 73 Государственного ко делам изобретений и Москва, Ж, Рауш1303 тент",жгород, ул. Проектная, 4 илиал Формула изобретения 68956 6ния надежности за счет ограниченияперенапряжений на элементах схе"мы при использовании общего выходного трансформатора для всех ячеек,в каждую ячейку введены встречныевентиль и тиристор, а дроссель снабжен двумя дополнительньпчи обмотками, первая иэ которых шунтированавстречным тиристором, а вторая через введенную дополнительную обмоткувы. одного ;трансформатора и встречный вентиль подключена ко входвим выводам, причем каждая первичная обмотка трансформатора выполненав виде двух полуобмоток, подключен"ных общей точкой к общей точке указанных конденсаторов и соединенныхпоследовательно с упомянутыми обмотками дросселя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 229663, кл. Н 02 М 3/28, 1966.2, Беркович Е. И. и др. Тирнсторные преобразователи высокой частоты, Л "Энергия", 1973, с. 81,рис. 3-35.3. Чиженко И. М. Основы преобразовательной техники. "Высшая школа",1974, с. 262, рис. 8,33.30