Многоячейковый инвертор

(46) 07.01.86. Бюл. М (71) Алма-Атинский 1объединенный авиа С. Маруев . 363/138,ной техев: Тех 246655 1 ВЕРТОР ть надежпутем уве- тиристоОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ отряд(57) Изобретение позволяет повысиность многоячейкового инвертораличения времени, представляемог ром для восстановления. В инверторе коммутирующий дроссель разделен на основные части 7 - 12 и дополнительные части 13 - 18, причем каждая дополнительная часть дросселя каждой ячейки магнитосвязана встречно с основной частью дросселя соседней ячейки. Изменяя величину магнитной связи основной и дополнительной частей, можно регулировать момент перехода обратного напряжения через нуль. Подразделение коммутируюгцих дросселей на дополнительные части 13 - 18 с целью увеличения времени, предоставляемого тиристорам 1 - 6 на восстановление при отпирании их через половину полуволцы тока, протекаюгцего через тиристоры, может быть применено для схемы последовательного несимметричного инвертора. 4 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к электротехнике, а именно к силовой преобразовательной технике, и может быть использовано в ультразвуковых технологических установках и в установках для индуктивного нагрева.Цель изобретения - повышение надежности за счет увеличения времени, представляемого тиристором для восстановления,На фиг. 1 представлена принципиальная схема трехячейкового полумостового последо вательного инвертора; на фиг. 2 - эпюры токов через тиристоры, тока на нагрузке, напряжения на коммутирующей индуктивности (основной и дополнительной) и напряжения на тиристорах; на фиг. 3 - принципиальная схема последовательного несимметричного трехячейкового инвертора; на фиг. 4 - схема двухячейкового последовательного инвертора.Трехячейковый последовательный инвертор (фиг, 1) содержит тиристоры 1 - 6, основные части коммутирующего дросселя 7 - 12, магнитосвязанные встречно с дополнительными его частями 13 - 18, включенные последовательно в цепь тиристоров каждого плеча полумоста, нагрузку 19, подключенную к общей точке коммутирующих конденсаторов 20 - 22 и к средней точке фильтровых конденсаторов 23 - 24, соединенных последовательно и включенных между входными выводами инвертора,Инвертор в установившемся режиме работает следующим образом.При работе инвертора тиристоры включаются в соответствии с их нумерацией после поступления управляющего импульса через тиристор протекает полуволна тока и в момент достижения тока тиристора половины полупериода по времени отпирается очередной тиристор, формирующий полуволну тока противоположной полярности в нагрузке. За счет включения тиристоров через половину полуволны тока тиристоров, формируюгцих разные полярности на нагрузке, происходит не только уменьшение коммутационных потерь, увеличение частоты выходного напряжения и выходной мощности, но и появляется возможность увеличения времени, предоставляемого тиристорам на восстановление с помощью дополнительной индуктивности в цепи тиристоров, магнитосвязанной встречно с основной коммутирующей индуктивностью соседней ячейки той же группы.Работу инвертора и дополнительной части коммутирующего дросселя поясняют кривые (фиг. 2), построенные для чисто активной нагрузки. Предположим, что в момент времени То поступает импульс управления на управляющий электрод тиристора 1, последний отпирается под действием остаточного напряжения коммутирующего конденсатора 20, полярность которого показана на фиг. 1, а ток протекает по цепи; конденсатор 20 - нагрузка 19 - конденсатор 23 - основная часть коммутирующего дросселя 7 - дополнительная часть коммутирующего дросселя 13 - тиристор 1 - конденсатор 20. В момент времени Т, при достижении тока тиристора 1 половины полупериода по времени отпирается очередной тиристор 2 и формирует ток по цепи: конденсатор 21 - тиристор 2 - основная часть коммутирующего дросселя 8 дополнительная часть коммутирующего дросселя 14 - конденсатор 24 - нагрузка 19 - конденсатор 21.Во время протекания полуволны тока через тиристор 2 из-за перезаряда конденсатора 21 и падения напряжения на нагрузке 19 обратное напряжение на тиристоре 5 другого плеча полумоста ячейки нарастает в сторону прямого напряжения, но за счет магнитной связи между частями дросселя 11 и 13 в обмотке части дросселя 11 индуцируется добавочное отрицательное обратное напряжение в цепь отключенного тиристора 5, что препятствует дальнейшему изменению напряжения на тиристоре 5 в сторону прямого напряжения, тем самым увеличив длительность приложения обратного отрицательного напряжения, необходимое для восстановления управляемости тиристора 5, т. е. переход напряжения на тиристоре 5 из области обратного к прямому напряжению через нулевую линию вместо момента Т. (штриховой линией обозначена кривая обратного напряжения на тиристоре 5 без магнитной связи) происходит в момент Тз (сплошной линией обозначена кривая обратного напряжения на тиристоре 5 с магнитной связью между индуктивностями), фиг. 2 е). При этом длительность приложения обратного напряжения к тиристору 5 увеличится на Т=Тд - Т:. Далее в момент времени Т 4 при достижении половины полуволны тока по времени через тиристор 2 отпирается тиристор 3, образуя контур для формирования полуволны тока по цепи: 3 - 22 - 19 - 23 - 9 - 15 - 3, так как части дросселя 14 и 12 магнитосвязаны и вторая половина полупериода тока через тиристор 2 совпадает по времени с первой половиной полупериода тока через тиристор 3, то за счет отрицательного напряжения взаимоиндукции на индуктивности 12 длительность приложения обратного отрицательного напряжения к тиристору 6 также увеличивается,Г 1 ри достижении половины полуволны по времени тока через тиристор 3 в момент времени Т отпирается тиристор 4, образуя контур для формирования полуволны тока по цепи; 4 - 10 - 16 - 24 - 19 - 20 - 4. При этом обратное напряжение приложенное к тиристору 1 должно нарастать в сторону прямого напряжения, но за счет взаимоиндукции между дополнительной частью коммутирующего дросселя 15 и основной частью коммутирующего дросселя 7, включенных встреч1203674 Формула изобретения са но, к второй половине полупериода тока через тиристор 3 в оИновной части коммутирующего дросселя 7 появляется отрицательное напряжение взаимоиндукции, которое компенсирует уменьшение величины обратного напряжения в сторону прямого напряжения и за счет чего увеличивает время на восстановление предоставляемое тиристору 1 от Тб до Т 7 т. е. на Т=Т 76 - Т 6.Далее в момент времени Т 8 отпирается тиристор 5 и одновременно на основной части коммутирующего дросселя 8 напряжение взаимоиндукции из-за магнитной связи с дополнительной частью коммутирующего дросселя 16 препятствует уменьшению величины обратного напряжения и переходу к прямому положительному напряжению на тиристоре 2. Когда полуволна тока через тиристор 5 достигает половины в момент времени Т 9 управляющий импульс на отпирание подан тиристору 6 и за счет напряжения взаимоиндукции на основной коммутирующей индуктивности 9 увеличивается время, предоставляемое на восстановление тиристору 3.Следующим управляющим импульсом в момент То отпирается тиристор 1. Напряжение взаимоиндукции на основной части коммутирующего дросселя 1 О во время второй половины полуволны тока через тиристор 6 увеличивает время, предоставляемое на восстановление тиристора 4. В дальнейшем процесс в инверторе повторяется.Изменяя величину магнитной связи основной и дополнительной частей можно регулировать момент перехода обратного напряжения через нуль.Принцип подразделения коммутирующих дросселей на дополнительные 13 - 18, магнитосвязанные встречно с соответствующими основными 7 - 12, с целью увеличения времени, предоставляемого тиристорам 1 - 6 на восстановление при отпирании их через половину полуволны тока, протекающего через тиристоры, может быть применен также для схемы последовательного несимметричного инвертора (фиг. 3).5Разделение коммутирующих дросселей наосновную и дополнительную части с соответствующими встречными магнитными связями соседних ячеек можно распространить на все многоячейковые полумостовые и несимметричные схемы инверторов при отпи О рании тиристоров через половину полупериода, протекающего через тиристоры.Возможен вариант разделения коммутирующих дросселей на дополнительные и основные части и осуществление магнитной связи между ними в последовательных инверторах с четным количеством ячеек, в данном случае для двухячейкового инвертора (фиг. 4). 20Многоячейковый инвертор, содержащийподключенные между входными выводами два последовательно соединенных плеча каждой ячейки, общая точка которых через собственный коммутирующий конденсатор 25 соединена с выводом для подключения нагрузки, второй вывод которой образует общая точка конденсаторов фильтра, соединенных последовательно и включенных между входными выводами, причем каждое плечо выполнено в виде последовательной цепочки из тиристора и коммутирующего дросселя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет увеличения времени, предоставляемого тиристором для восстанов. пения, коммутирующий дроссель разделен на основную и дополнительную части, причем каждая дополнительная часть дросселя каждой ячейки магнитосвязана встречно с основной частьюдросселя соседней ячейки.Авдее Зимокосо 1303лиал д. 45 роектная, едактор Н. БобкОвааказ 8428/59ВН Составитель В,Техред И. Верес Тираж 632 ПИ Государственного делам изобретений Москва, Ж - 35, Рау ПП Патент, г. Ужгоком ите и отк шская род, ул Корректо Поди исно а СССР ытий