Резонансный последовательно-параллельный инвертор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик 11972639(61) дополнительное к авт. саид-вур 886096 (22) Заявлено 22.04. 81 (21) 3281617/24-07 И 1 М. Кл. с присоединением заявки М 9 Н 02 М 7/515 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) ПриоритетОпубликовано 07.11,82. Бюллетень йо 41 53 УДК 621. 314.572088,8) Дата опубликования описания 07.11.82 В.В, Шипицын, В.И. Лузгин, А.А. НовиковИ.В. Волков, В.Н. Губаревич, В.П. Кабани В,Ю. Матвеев(71) Заявители 54) РЕЗОНАНСНЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР Изобретение относится к преобразо ,вательной технике.По основному авт. св, 9 886096 из- вестен резонансный инвертор, работающий на активную или комплексную нагрузку. Это устройство содержит вентильный мост, в диагональ переменного тока которого включена цепочка, образованная. последовательно соединенными двумя коммутирующими конденсаторами и включенными между ними коммутирующими дросселями и первичной обмоткой выходного трансформатора с вольтодобавочными отпайками. Вентильный мост, в свою очередь, подключен через фильтровые дроссели к входным зажимам и зашунтирован двумя цепочками, каждая из которых состоит из фильтрового конденсатора и коммутирующего дросселя. К отпайкам фильтровых дросселей подключен дополнительный конденсатор и зажимы постоянного тока обратного вентильного моста, а его диагональ переменного тока соединена с вольтодобавочными отпайками первичной обмотки выходного трансформатора. Общие выводы фильтровых конденсаторов и коммутирующих дросселей соединены с зажимами постоянного тока моста встречных вентилей, диагональ переменного токакоторого подключена к общим выводамкоммутирующихконденсаторов и коммутирующих дросселей 1Недостатком этого инвертора является то, что при высоких значенияхэквивалентного сопротивления теряется устойчивость его запуска из-зауменьшения времени, предоставляемогодля восстановления управляемости прямых вентилей инвертора. В том случае,когда инвертор является источником. питания сварочных установок, как правило его пуск осуществляется в режиме холостого хода нагрузки. Снижениевремени, предоставляемого для восстановления управляемости прямых вентилей при пуске в режиме холостого хода 20нагрузки происходит из-за того, что,во-первых, в начальный момент отсутствует энергия в коммутирующем контуре; во-вторых, если и будут применены устройства предварительногозаряда коммутирующих конденсаторов, 25 то из-за отсутствия тока в фильтровых дросселях, в начале расходуетсяэнергия, накопленная в фильтровыхконденсаторах, что приводит к увеличению мгновенного значения коэффици ента нагрузки инвертора, определяемо Институт электродинамики АН Украинской ССР и "Уральекий,.ордена Трудового Красного Знамени политехнический институтго соотношением амплитуды выходного напряжения и напряжения на Фильтровых конденсаторах, поскольку ограничение напряжения на отпайках первиЧной .обмотки выходного трансформатора происходит на уровне равном питающему напряжению, до которого заряжен дополнительный конденсатор.Целью изобретения является обеспечение запуска на холостом ходу,Поставленная цель достигается тем,1 Очто резонансный последовательно-параллельный инвертор снабжен двумя дополнительными встречными вентилями, включенными, каждый, между отпайкой соответствующего: фильтрового дросселя и 15 точкой соединения дополнительного конденсатора с выводом постоянного тока обратного вентильного моста.На чертеже приведена схема предлагаемого инвертора. 20Устройство содержит вентили 1-4 (тиристоры) прямого моста, в диагональ которого включены коммутирующие конденсаторы 5,6 и дополнительные коммутирующие дроссели 7,8, коммутирующие дрбссели 9,10, фильтровые конденсаторы 11, 12, мост встречных вентилей (диодов) 13-16, мост обратных вентилей (диодов) 17-19, 20, в диагональ которого включен выходной трансформатор 21, подключенной вторичной обмоткой к нагрузке 22, Фильтровые дроссели 23, 24, дополнительный конденсатор 25, а также дополнительные встречные вентили (диоды) 26, 2735В исходном состоянии фильтровые конденсаторы 11, 12 заряжены до напряжения источника питания, на до-. полнительном конденсаторе 25 отсутствует напряжение, так как диоды 2, 40 27 заперты обратным напряжением,коммутирующие конденсаторы разряжены, При пуске инвертора. в режиме холос-" того хода нагрузки в первом такте открываются вентили 1,2 и под дейст вием положительного напряжения на первичной обмотке трансформатора 21 отпираются диоды 17,18. В этом слу" чае ток протекает по контуру: тиристор 1, конденсатор 5, дроссель 7, трансформатор 21, диод 17, конден" сатор 25, диод 18, трансформатор 21, дроссель 8, конденсатор б, тиристор 2, конденсатор 12, дроссель 9, дроссель 10, конденсатор 11, тиристор 1.Во второй половине полупериода тока, когда напряжение на коммутирующих дросселях сменит знак и сумма напряжений на дросселях 7, 8, 9 и 7, 8, 10 превысит напряжеиие на фильтровых конденсаторах 11, 12, откры ваются встречные диоды 15, 16 и протекает ток сброса избыточной реактивной энергии, накопленной в коммутирующих дросселях по контуру: дроссель7, трансформатор 21, диод 17,кон денсатор 25, диод 18, трансформатор 21, дроссель 8, диод 15, дроссель 9, конденсатор 11, конденсатор 12, дроссель 10, диод 16, дроссель 7.Во втором такте открываются вентили 3, 4 и на первичной обмотке выходного трансформатора скачкообразно увеличивается напряжение до уровня, равного напряжению на конденсаторе 25, заряженного током инвертора в предыдущем такте работы, При этом отпираются вентили 19, 20 и ток Ьнвертора протекает по контуру: тирис. тор Зконденсатор 6, дроссель 8, трансформатор 21, диод 19, конденсатор 25, диод 20, трансформатор 21, дроссель 7, конденсатор 5, тиристор 4, конденсатор 12, дроссель 9, дрос-. сель 10, конденсатор 11, тиристор 3,Во второй половине полупериодатока под действием напряжения на коммутирующих дросселях открываютсявстречные вентили 13, 14. При этомпрекращается перезаряд коммутирующихконденсаторов 5,6 и протекает токсброса избыточной реактивной энергии,накопленной в коммутирующих дроссе"лях по контуру: дроссель 8, трансформатор 21, диод 19, конденсатор 25, диод 20, трансформатор 21, дроссель 7, диод 13, дроссель 9, конденсатор 11, конденсатор 12, дроссель 10, диод 14, дроссель 8.Ток инвертора во втором такте подзаряжает конденсатор 25 до более высокого напряжения. В последующих тактах работы инвертора подзаряд конденсатора будет происходить до тех пор, пока его напряжение не станет больше напряжения источника питания, С этого момента отпираются диоды 26, 27 и энергия, накопленная в конденсаторе 25 возвращается в источник питания, а уровень ограничения напряжения на отпайках первичной обмотки выходного трансформатора будет равен питающему напряжению. Таким образом в первых тактах работы инвертора разряженный конденсатор 25 оказывается подключенным параллельно первичной обмотке выходного трансформатора, что позволяет осуществитьзапуск инвертора в режиме с малым эквивалентным сопротивлением нагрузки. При этом в первом же такте работы заряжаются коммутирующие конденсаторы и обеспечивается процесс коммутации прямых вентилей. Величину емкости дополнительного конденсатора следует выбирать такой, чтобы отношение напряжений на дополнительном и фильтровых конденсаторах в момент минимального значения напряжения на фильтровых конденсаторах в переходном процессе пуска не превышало допустимого для инвертора значения коэффициента нагрузки. Выполнение это-, го требования обеспечивает устойчи48 Тираж 721 Подпис ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 035, Москва, Ж, Раушская наб., д.Эа 113 иал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вый пуск ннвертора в режиме холостого хода нагрузки.Для устранения начального заряда дополнительного конденсатора эа счет утечек тока через дополнительные диоды возможно его шунтирование сопротивлением.Применение данного инвертора для питания сварочных установок, где имеет место резкопеременный характер нагрузки с изменением эквивалентного сопротивления от 0 доаз, позволит создать источники питания с более высокими технико-зкономическими показателями, в частности, приведет к . сокращению 1,5-2 раза расхода активных матерйалов, поскольку преобразование постоянного напряжения в по-. стоянное происходит с использованием ,промежуточного звена повняенной частоты, что дает воэможность снизить масса-габаритные показатели согласующих трансформаторов Формула изобретения5Резонансный последовательно-парал", лельный инвертор по авт, св. В 886096,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью обеспечения запуска на холосЯ том ходу, он снабжен двумя дополнительники встречньви вентилями, вклвченньви, каждый, между отпайкой соответствующего фильтрового дросселяи точкой соединения дополнительногоконденсатора с выводом постоянноготока обратного вентильного моста.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 886096, кл, Н 02 М 7/515 1979