Автономный последовательный инвертор

СОЮЗ СОВЕТСКИХОйалиаашииРЕСПУБЛИК ив Н 02 М 7/515 РЕТЕНИЯТВУ Е ИЗСБ ТОР СНОМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССР йф 517701 , кл. Н 02 М 7/515, 1974.2. Аитов И,Л. и др. Автономные преобразователи частоты. Уфа, 1978, с. 96; рис. 3-21.3. Авторское свидетельство. СССР Н 610266, кл. Н 02 М 7/515, 1976.(54)(57) АВТОНОМНЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий два вентильных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока, анодная группа первого из мостов и катодная группа второго соединены каждая с конденсатором соответствующей последовательной 1 С"цепочки ичерез Фильтровой дроссель, выполйенный со средним, выводом; - с соответствующим входным выводом, аукаэанный средний вывод Фильтровогодросселя соединен с соответствующимконденсатором Фильтра и первым электродом одного из двух сбрасывающихдиодов, второй электрод которогоподключен к общей точке конденсатора и дросселя ЬС-цепочки, а такжевыходные выводы, о т л и ч а ю "щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД и надежности путем уменьаения токовой загрузки вентилей, катодная группа первого моста соедине"на с конденсатором фильтра этого жемоста, первым выходным выводом идросселем 4 С-цепочки второго моста,анодная группа которого соединена сконденсатором Фильтра этого же мв.та, вторым выходным выводом и дрос-,селем 4 С-цепочки первого моста.Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при создании источников питания ультразвуковой частоты для литья алюминия в электромагнитный 5 кристаллизатор.Известен последовательный тиристорный инвертор, состоящий из мостовых преобразовательных ячеек с коммутирующими конденсаторами в диа" гоналях, причем нагрузка включена последовательно с конденсатором филь. тра и коммутирующим дросселем, а к общей точке соединения последних анодом подключен диод, катод которо го подключен к положительному зажиму источника питания 1 3 .Недостатком данной схемы инвертора является то, что действующее значение выходного напряжения примерно равно входночу. Зто вдвое превышает номинальное напряжение питания индук. тора электромагнитного кристаллизатора.Известен также автономный последо вательный инвертор, содержащий подключенный через входной дроссель к источнику питания сложный мост с нагрузкой в диагонали переменного тока, диагональ постоянного тока которого образована последовательно соединенными фильтровым конденсатором и защитным дросселем, причем каждое плечо сложного моста образовано тиристорным мостом со встречно-параллельными диодами и коммутирующей С-цепоч-З 5 кой в диагонали 2Недостаток этого инвертора - отсут. ствие отрицательного напряжения на тиристорах в интервале восстановления управляющих свойств, что ограничивает его частотный диапазон.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является автономный последовательный инвертор, содержащий подключенные к входным выводам через фильтровые дроссели со средним выводом вентильные мосты с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока,два основных и два дополнительных Фильтро О вых конденсатора, коммутирующих и сбрасывающих диода, каждый из ко- . торых соединяет общие точки основного Фильтрового конденсатора и коммутирующего дросселя с общей точкой 55 соответствующей обкладки дополнительного фильтрового конденсатора и среднего вывода Фильтрового дросселя подключенную параллельно мостам последовательную цепь из нагрузки и двух фильтровых конденсаторов, связанных с входными выводами одними обкладками - непосредственно, а дру" гими - через сбрасывающие диоды, причем их точки соединены с нагрузкой через дополнительные сбрасывающие вентили с одними выводами фильтровых дросселей, к другим выводам которых подключены диоды, а каждое плечо мос та состоит иэ тиристора и дросселя.Однако при литье алюминия в электромагнитный кристаллизатор 1 ЗИК) на ультразвуковых частотах применение высокочастотных понижающих. нагрузочных трансформаторов затруднено в связи с большими. потерями в них, Поэтому необходим источник питания с пониженным выходным напряжением, Гсли бы в данном автономном последовательном инверторе не было цепей сброса излишней реактивной энергии, то на нагрузке действующее значение .напряжения равнялось бы входному напряжению инвертора. Применяя цепи сброса, удается практически вдвое понизить выходное напряжение, но при этом существенно возрастает токовая загрузка тиристоров, что снижает надежность работы и КПД инвертора,Цель изобретения -повышение надежности работы и КПД инвертора путем уменьшения токовой загрузки вентилей. Поставленная цель достигается тем, что в автономном последовательном инверторе, содержащем два вентиль. ных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока, анодная группа первого из мостов и катодная группа второго соединены каждая с конденсаторами соответствующей последовательной С-цепочки и через фильтровой дроссель, выполнен- . ный со средним выводом,- с соответст". вующим входным выводом, а укаэанный средний вывод фильтрового дросселя соединен с соответствующим конденсатором Фильтра и первым электродом одного из двух сбрасывающих диодов, второй электрод которого подключен к общей точке конденсатора и дросселя К-цепочки, а также выходные выводы, катодная группа первого моста соеди"- нена с конденсатором Фильтра этого же моста, первым выходным выводом и дросселем С-цепочки второго моста,анодная группа которого соединена с конденсатором фильтра этого же моста, вторым выходным выводом и дросселем К-цепочки первого моста.На чертеже приведена принципиальная электрическая схема автономного последовательного инверторг.Автономный последовательный инвер-тор содержит подключенные к входным выводам через фильтровые дроссели 10 1 и 2 со средним выводом вентильные мосты 3 и М, тиристоры 5 - 8 моста 3 и тиристоры 9 - 12 моста 4 с коммутируоцими.конденсаторами 13 и 1 М в диагоналях переменного тока, два 15 конденсатора 15 и 16 и два фильтровых конденсатора 17 и 18, коммутирующие дроссели 19 и 20 и сбрасывающие диоды 21 и 22, каждый из которых сое" диняет общие точки конденсатора 15 20 06) и коммутирующего. дросселя 19 170) с общей точкой соответствующей обкладки фильтрового конденсатора 18 (171 и среднего вывода фильтрового дросселя 2 (1 ), при этом объедине нные аноды тиристоров 5 и 6 моста 3 подключены к общей точке плюсовой обкладки первого фильтрового конденсатора 17, одного иэ зажимов нагруз" ки 23 и коммутирующего дросселя 19моста 1; а объединенные катоды тирис торов 11 и 12 моста ч подключены к к общей точке минусовой обкладки второго дополнительного фильтрового конденсатора 18, второго зажима нагрузки 23 и коммутирующего дросселя 20 мо ста 3.Инвертор в квазиустановившемся режиме работает следующим образом. 40 Конденсаторы 15 и 16 через фильт.- ровые дроссели 1 и 2, коммутирующие дроссели 19 и 20 и нагрузку 23, а фильтровые конденсаторы 17 и 18 через части фильтровых дросселей 1 и 2 инагрузку 23 нормально заряжены до половинного напряжения источника питания, подключенного к входным выводам.Пусть коммутирующие конденсаторы13 и .1 М имеют полярность напряжения,указанную на чертеже.При включении тиристоров 5 и 7моста 3 начинается колебательныйперезаряд коммутирующего конденсатора13 по цепи: конденсатор 16, дроссель20,.нагрузка 23, тиристор 5, конденсатор 13, тиристор 7, конденсатор16, При этом полярность напряженияна .коммутирующем дросселе 20 такова,что диод 23 закрыт.При переходе тока .тиристоров 5и 7 через максимальное значение,полярность напряжения на коммутирующем дросселе 20 меняется на противоположную и как только суммарное напряжение коммутирующего дросселя 20и нагрузки 23 становится выше напряжения конденсатора 17, включаетсядиод 22, сбрасывая излишнюю реактив"ную энергию с коммутирующего дросселя20 и нагрузки 23 на конденсатор 17.Ток тиристоров 5 и 7.при этом резкопадает и они выключаются. Далее аналогично работают тиристоры 9 и 11и диод 21, затем тиристоры 6 и 8 идиод 22, заканчивается полный цикл .работой тиристоров 10 и 12 и диода21,В предлагаемом автономном после"довательном инверторе действующее,значение напряжения на нагрузке равно половине входного даже при отсутствии цепей сброса излишней энергии,тогда как в прототипе действующеезначение напряжения на нагрузке приотсутствии цепей сброса равно входному, Наличие диодных цепей сбросав схеме обеспечивает только стабилизацию напряжения на элементах вшироком диапазоне изменения параметров нагрузки. За счет устранениядополнительной загрузки тиристоровпо току повышается надежность работыи .на 20 КПД инвертора.029357 едактор И аз 1998/56 Тираж 687 По ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д.лис Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель И. Жеребинаасарда Техред Т.Иаточка Корректор У. Пономаренко е а Ф ее мааеи в аеееве