Автономный последовательный инвертор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик 1 п 881953(51) М. Кл. Н 02 М 7/515 1 осудерстеенный коинтет оо девам нзебретеннй н открытий(72) Авторы изобретения Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени- в . - ф горный институт им. Артема(54) АВТОНОМНЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР Изобретение относится к устройствам силовой преобразовательной техники повышенной частоты.По основному авт.св, Нф 750684 известен автономный последовательный инвертор, содер. жащий тиристорный мост с коммутирующим 1.С.контуром в диагонали переменного тока, подключенный к выводу для отрицательного полюса источника питания, и через дроссель фильтра к выводу для положительного полюса источника питания, две последовательные1 О цепочки, подкл 1 оченные параллельно мосту, одна из которых содержит конденсатор и дроссель, вторая - токоограничивающий дроссель с отпайкой, разделительный конденсатор15 и цепь нагрузки, причем общая точка конденсатора и дросселя через диод подключена к отпайке токоограничивающего дросселя 111.Недостатком. этого инвертора является то, что он имеет недостаточно высокие КПД ии устойчивость инвертирования.Цель изобретения - повышение КПД и устойчивости инвертирования при работе на нагрузку с емкостной реакцией. Поставленная цель достигается тем, что ин.вертор снабжен дополнительными дросселем и конденсатором, подключенными параллельно цени нагрузки.На фиг. 1 представлена схема инвертора; на фиг. 2 - схема заменения параллельного контура для первой гармоники тока; на фиг, 3 - зависимость реактивного сопротивле ния параллельного контура Хи от активного Рн .Инвертор содержит тиристорный мост 1, собранный на тиристорах 2 - 5, в диагональ переменного тока которого включены комму. тирующие .конденсатор 6 и дроссель 7. Тиристорный мост 1 подключен к выходу для отрицательного полюсаисточника питания и через дроссель фильтра 8 - к выводу для положительного полюса источника питания, К выводам постоянного тока тиристорного моста 1 подключены две последовательные цепочки, одна иэ которых содержит конденсатор 9 и дроссель 10, вторая - токоограничивающий дроссель 11 с отпайкой, разделитель- ный конденсатор 12 и нагрузку 13. Параллель8819534 1 О 15 20 35 40 45 50 но нагрузке подключены дополнительныедроссель 14 и конденсатор 15, Общая точкаконденсатора 9 и дросселя 10 через диод 16подключена к отпайке токоограничивающегодросселя 11.Попарным включением тиристоров 2, 3и 4,5, образуется колебательный контур, сотоящий иэ коммутирующего конденсатора 6,коммутирующего дросселя 7, токбограничивающего дросселя 11 и параллельных цепей издополнительного дросселя 14, дополнительногоконденсатора 15 и нагрузки 13. Емкость конденсатора 9 большая, поэтому напряжениена нем в процессе работы преобразователяпрактически не изменяется и равно напряжениюисточника питания, В процессе изменения параметров нагрузки 13 величины напряжений наэлементах и форма тока в цепи колебательного контура изменяются, При спаде токачерез тиристорный мост напряжение на токоограничивающем дросселе с отпайкой 11 имеетзнак, указанный на фиг. 1, В момент егоравенства с напряжением на конденсаторе 9.открывается диод 16 и ток тиристорного моста 1 резко падает, Ток, проходяпшй черезразделительный конденсатор 12 кроме первойгармонической составляющей содержит высшиегармоники,Параллельно включенные дополнительныйдроссель 14 и конденсатор 15 представляютсобой параллельный фильтр, настроенный начастоту, незначительно превышающую рабочуючастоту инвертора, Для высших гармоническихсоставляющих тока параллельный фильтримеет малое сопротивление, Для первой гармонической составляющей его сопротивлениевелико. Поэтому ток нагрузки 13 близок ксинусоидальному и потери мощности от гар.)монических составляющих тока незначительны.На рабочей частоте инвертора параллельныйфильтр имеет индуктивное сопротивление.и совместно с нагрузкой 13, имеющей емкост.ную реакцию, образует параллельный контур,который настроен на рабочую частоту инвер-.тора.Резонанс токов, возникающий в параллельном контуре (фиг. 2) позволяет значительноуменьшить величину первой гармоническойсоставляющей его входного тока, т,е. тока,проходящего через разделительный конденсатор 12. Уменьшение величины первой гармонической составляющей тока контура инвертора позволяет значительно снизить потери в его элементах 2 - 7, 11, 12. Расчет показывает, что при правильном выборе параметров элементов 14, 15 можно в среднем на 20% уменьшить величину первой гармонической составляющей тока контура инвертора и на 50% уменьшить потери в элементах кош. тура, что в целом способствует повьппению КПД инвертора.Относительно входных выводов нагрузки инвертора 13 зависимость реактивного сопротивления параллельного контура Хн от активного Рпредставлена на фиг. 3, Заштрихованная зона соответствует сопротивлению, превьпцающему критическое значение,т,е. значение, при котором резко уменьшается угол запирания силовых тиристоров инвертора, Инвертор в этой зоне работает неустойчиво, Иэ приведенной зависимости следует, что при изменении активного сопротивления нагрузки 13 инвертор не попадает в неустойчивую зону.При отсутствии элементов 14, 15 и превыше.ния сопротивлением нагрузки его критическогозначения снижается устойчивость инвертирования, которая может привести к опрокидыванию инвертора. Таким образом, элементы 14,15 позволяют расширить допустимые границыизменения активного сопротивления нагрузки.Границы определяются не величиной критического сопротивления, а мощностью, на которую расчитан инвертор, Повышается устойчивость инвертирования при нагруэках, близких к максимальным,Формула изобретения Автономный последовательный инверторпо авт. св. Мф 750684, о т л и ч а ю щ и й.с я .тем, что, с целью повышения КПД иустойчивости инвертирования при емкостномхарактере нагрузки, он снабжен дополнительными дросселем и конденсатором, подключенны.ми параллельно цепи нагрузки,Источники информации,принятые во внимание при зкснертизе1. Авторское свидетельство СССР Мф 750684,кл, Н 02 М 7/515, 1980,