Последовательный инвертор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИС ИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 3 щНО САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМ ЕТЕЛЬСТВУ ыи,.,й. КроЧуркин ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1, Авторское свидетельство СССР й 525214, кл, Н 02 М 7/537, 1974,2, Авторское свидетельство СССР Иф 610266, кл. Н 02 М 7/515, 19763, Авторское свидетельство СССР И 484611, кл. Н 02 М 7/515, 1972. (54)(57) ПОСЛЕЛОВАТЕЛЬНИЙ ИНВЕРТОР, содержащий мост, каждое плечо кото-. рого состоит из последовательно соединенных Фильтрового дросселя и управляемого вентиля, причем к точке соединения вентилей каждых двух последовательно соединенных плеч моста подключен коммутирующий конденсатор, соединенный другой своей обкладкой с общей точкой двух Фильтровых конденсаторов, а к анодам и катодам соответственно анодной и катодной групп вентилей подключены разноименными электродами встречные диоды и первые обкладки дополнительных Фильтровых конденсаторов, а также четыре коммутирующих дросселя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения коммутационных перенапряжений и улучаения ус". ловии восстановления управляемости вентилей, он снабжен многообмоточным выходным трансФорматором, вспомогательными Фильтровыми конденсаторами, отсекающими диодами и дополнительными коммутирующими дросселями, причем упомянутые другие обкладки коммути" рующих конденсаторов подключены каждая к общей точке своей пары, Фильтровых и соответственно вспомогательных фильтровых конденсаторов, свободные обкладки каждого из которых через последовательно соединенные одну из первых первичных обмоток и дополнительный коммутирующий дроссель соединены с первой обкладкой упомянутого дополнительного Фильтрового конденсатора, соединенного второй обкладкой через последовательно соединенные одну из вторых первичных обмоток и коммутирующий дроссель с точкой со" единения коммутирующего конденсатора с Фильтровыми конденсаторами, причем точки соединения Фильтровых конденса" торов с первичными обмотками выходно" го трансФорматора каждых двух парал" . лельных цепочек соединены между собой через один из отсекающих вентилей, а дополнительные секции первичных об",; :моток трансформатора включены каждая между свободным электродом встречного диода и точкой соединения коммутирующего дросселя с второй первич"ной обмоткой трансФорматора, 1012410Изобретение относится к вентильной преобразовательной технике и может быть использовано при разработке генераторов для питания ультразвуковых электротехнологических установок.Известна схема автономного инвертора, в которой отсечка .напряжения на коммутирующей индуктивности осуществляется за счет выполнения последовательно соединенных конденсатора Фильтра и вынесенной за пределы вентильного моста коммутирующей индуктивности в, виде двух параллельных цепей с про" тивоположным порядком следования указанных элементов, причем, между общими точками указанных элементов включается диод 11.Такое включение хотя и приВодит к ограничению напряжений при малых значениях сопротивлений нагрузки, вместе 2, с тем дает затяжку токов в контуре стабилизации, что, в свою очередь, вызывает нежелательное повышение скорости нарастаний тока тиристоров в момент включения. 25Известна также схема инвертора,в которой с целью снижения коммутационных перенапряжений и повышенияпредельной частоты выходного напряжения коммутирующая индуктивность и на- З 0грузка включены последовательно врассецку фильтрового конденсатора ивведены дополнительные Фильтровые конденсаторы и вентили, обеспечивающиерекуперацию излишней энергии., запасенной в контуре коммутации, обратно вфильтр за счет отсечки второй полуволны напряжения на коммутирующей индуктивности и нагрузке2,1.40Односторонняя подпитка нагрузки то-ками контура коммутации приводит кзначительной несинусоидальности выходного напряжения, цто, в свою очередь,увеличивает потери в нагрузке за счет45высших гармоник.Наиболее близким к предлагаемому является инвертор, содержащий вентильныймост, каждое плечо которого содержитпоследовательно соединенные входнойдроссель и управляемый вентиль,встречный вентиль и Фильтровый кон"денсатор, подключенные к общему узлуэлементов каждого плеча, а также двакоммутирующих конденсатора, каждыйиз которых подключен к общему узлу,одной пары последовательно соединенных управляемых вентилей, и нагрузу 13 Недостатком известного инвертораявляется то, что малое обратное на"пряжение, приложенное к управляемо -му вентилю, приводит к значительно-му увеличению времени, необходимомудля восстановления управляемости. Цель изобретения - снижение коммутационных перенапряжений и уменьшение времени необходимого дре восстановления управляемости вентилей.Для достижения этой цели последовательный инвертор, содержащий мост, каждое плечо которого состоит из по" следовательно соединенных Фильтрового дросселя и управляемого венти" ля, причем к точке соединения венти" лей каждых двух последовательно со- . единенных плеч моста подключен комму" тирующий конденсатор, соединенный Другой своей обкладкой с общей точкой двух Фильтровых конденсаторов, а к анодам и катодам соответственно анодной и катодной групп вентилей под" ключены разноименными электродами встречные диоды и первые обкладки дополнительных Фильтровых конденсаторов, а также четыре коммутирующих дросселя, снабжен многообмотбчным вы" ходным трансформатором, вспомогательными Фильтровыми конденсаторами, отсекающими диодами и дополнительными коммутирующими дросселями, причем упомянутые другие обкладки коммутирующих конденсаторов подключены каждая к об" щей точке своей пары фильтровых и соответственно вспомогательных Фильтровых конденсаторов, свободные обкладки каждого из которых через по" следовательно соединенные одну из пер" вых первичных обмоток и дополнительный коммутирующий дроссель соединены с первой обкладкой упомянутого до- . полнительного Фильтрового конденсатора, соединенного второй обкладкой через последовательно соединенные одну из вторых первичных обмоток и коммутирующий дроссель с точкой соединения коммутирующего конденсатора с Фильтровыми конденсаторами, причем точки соединения Фильтровых конденсаторов с первичнымиобмотками выходного трансформатора каждых двух параллельных це. почек соединены между собой через оди,. из отсекающих вентилей, а дополнительные секции первичных обмоток трансформатора включены каждая между свободным электродом встречного диода и точкой соединений коммутирую.3щего дросселя с второй первичнойобмоткой трансФорматора.На чертеже изображена схема уст-,ройства.Инвертор содержит управляемые вен-тили 1"4, Фюльтровые конденсаторы 5-6,дополнительные Фильтровые конденсаторы 7"10., вспомогательные Фильтровыеконденсаторы 11 и 12, коммутирующие.конденсаторы 13 и 14, дроссели 15-18, 1 фдополнительные коммутирующие дрос"сели Л 9-22,. первичные обмотки выход"ного трансФорматора 23-30, дополни тельные секции первичных обмоток выходного трансФорматора 31-34, вто- .1 эричную обмотку выходного трансФорма.-тора 35, нагрузку 36, отсекающие диоды 37-40, встречные .вентили (диоды ) 41-44 для ограничвяия напряженияна нагрузке и Фильтровые дроссели 45- з,48,1012 Вентили 1-4 с включенными последовательно с ними Фильтровыми дросселями 45-48 соединены в иост, причем обИ щие выводы этих дпосселей подключены к вйводам источника питания, а к общим выводам вентилей в.диагонали пв" ременного тока подключены одним вы". водом коммутирующие конденсаторы 13 и 14, к вторым выводам которых под- ф ключены по две пары цепочек со. вза" имно противоположным в пределах каж" дой .пары следованием последователь": но включенных коммутирующих дроссе-лей 15-22, первичных обмоток выходно- ЗЭ го трансФорматора 23-30, Фильтровых . конденсаторов 5-12, причем вторые вы" воды пар цепочек подключены к общим выводам вентилей 1-4 и дросселей 45- 48, а диоды 41-44 через дополнитель ные секции первичных обмоток вйходного трансФорматора 31"34 подключе" ны параллельно каждой из четырех це" почек, содержащих Фильтровые конден. саторы 7-10 и первичные обмотки выход и алого трансФорматора 23, 24, 29 и 30Обмотки 23-34 и 36 выходного трана Форматора выполнены на одном сердеч-. нике. Направление вклочения обмоток должно обеспечивать встречное протекание импульсов тока через. нагруэ" ку 36 при очередной подаче импуль" сов управления. на вентили 1"4 правой и левой половины схемы;Инвертор работает следующим образом.От входного источника через Фильтровые дроссели 45-48 заряжаются Фильтровые конденсаторы 5-12 до половины напряжения питания. При отпирании управляемого вентиля 1 им" пульс тока протекает по цепям: вентиль 1 " конденсатор 13,:параллель" но по дросселю 15 - обмотке 23 - кон-. денсатору 7 и конденсатору 5 - обмотке 25 - дроссель 19 и-.снова вен". тиль 1 и одновременно в выходном контуре. После того как суммарное напряжение на обмотке 23 и дросселе 15 оказывается выше, чем напряжение на конденсаторе ,отсекающий диод 37 открывается и избыточная энергия, запасенная в контуре коммутациирасхо-. дуется частично на подзаряд конден" саторов 5 и 7, а частично в нагрузке 36 по контурам: дроссель 15 - об" мотка 23 - диод 37 - конденсатор 5 " дроссель 15 и обмотка 25 - дроссель 19 - конденсатор 7 - диод 37 " обмотка 25. При этом ток в контуре коммутации быстро прекращается, обеспечивая тем самым ограничение пере- напряжений. Если в описанном интервале времени суммарное напряжение на обмотке 23 и секции 31 оказывается выйе напряжения на конденсаторе 7,открывается диод 41 и.течет ток в контуре: обмотка 23 - секция обмотки 31 - диод 41 " конденсатор 7 - обмотка 23 и одйоврменно в контуре:.обмотка 2 4- конденсатор 8 - диод 42- секция 32 " сбмотка 24, обеспечивающий ограничение напряжения на нагруз" ке. Следующим тактовым импульсом от", пирается вентиль 4 и близкий по Фор-. ме к синусоидальному импульс тока протекает по цепям: вентиль 4, параллельно по конденсатору 10 " обмотка 30 - дросселю 18 и дросселю 22- обмотка 28 " конденсатору 12 и далее конденсатор 14 - вентиль 4. Одновре" менно в выходном контуре течет им-. пульс тока той же амплитуды, что и во время предыдущего такта, но про-тивоположной полярности. После. того, как напряжение на диоде 40.принимает положительное значение, тоК рекупера ции излишней энергии течет по конту"Фрам: дроссель 22 " обмотка 28 " ди" . од 40 - конденсатор 10 - дроссель 22 и обмотка 30 ." дроссель 18 - конденсатор 12 - диод 40 - обмотка 30, а ток в контуре коммутации быстро прекращается Если в описанном интервале времени суммарное напряжение на элементах 30 и 34 выше напряжения на конденсаторе 1.О, диод 44 открывается иб 1012410 4течет ток ограничения напряжения на встречное протекание токов контуров, .нагрузке по контуру: секция 3 ч - об- содержащих вентили 1 и 2 и 3 и М, чемотка 30 - конденсатор 10 - диод М - рез нагрузку, Поочередное включениесекция 34, Одновременно течет ток в вентилей правой и левой половин схемыконтуре: обмотка 29 - секция 33 - ди- з обеспечивает перезаряд коммутирующиход ч 3 - конденсатор 9 - обмотка 29 ,конденсаторов 13 и 14 с частотойдалее импульсы управления подаются вдвое ниже выходной,сначала на вентиль 2, а затем на вентиль 3. Процессы в контурах, связан- Таким образом, при работе на переных с этими вентилями, протекают ана менную нагрузку в предлагаемой схемелогично. В следующем такте импульс обеспечивается снижение коммутационуправления снова поступает на вен- - ных перенапряжений, улучшается форматиль 1 и процессы в схеме повторяютсЯ выходного напряжения и условия вос"Включением первичных обмоток выход. становления управляемости прямых венного трансФорматора обеспечивается . тилей,