Автономный последовательный инвертор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 111)2 М 7/523 193 8 ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ о 4 гИ,Лу ки мо ин(57) Изобретеразонательнойк устройствамгии постоянно ие относится к преоб технике, н частности преобразования энеро тока в энергию пере 2 и копле ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ 1(56) Авторское снидН 972639, кл. Н 02 МАвторское снидетеМ 86339, кл, Н 02 М менного тока, Цель изобретенияповышение надежности работы иннертора путем обеспечения устойчивостикоммутации вентилей в переходных иустановившихся режимах, повышениеэффективности использования оборудования и снижение предельных напряжений на элементах инвертора, устр-восодержит вентильный мост на тиристорах 1-4 и мост встречных вентилей15-18, охватывающий диагональнуючасть коммутируюп 1 его дросселя, Лиоды 23, 24 включены встречно непосрсдственно между анодной и катоднойгруппами нентильного моста и замыкают часть диагонального тока, темсамым щунтируя паразитные индуктинности монтажа, чменычая энергию,40 цепочка, сог.тоящая цз встречногодиода 23 и дополнительного дросселя25, причем индуктивность дросселяможет менятьгяАвтономный последовательный инвертор работает следующим образом.При отпирании вентилей 1 и 2 импульс тока, близкий к синусоидальному, протекает по контурам: 7-9-1 --11-13-20-14-12-2-7, 8-1-11 - 13-20-14-12-2-10-8, Ток фильтровых конденсаторов суммируется в диагонали мостаинвертора, образуя часть полуволнытока длительность которой (частота)определяется параметрами (7 9),параллельно (8 10), 11, 13, 14; 12,вторая часть полуволны формируется вконтуре 12-2-24-23-1-11 - 13-3-20-14-12 с частотой, определяемой параметрами этого контура. Обе части скла 45 50 55 1 зобретение относится к преобзовательной технике и может быть использовано при разработке тиристорных генераторов частоты, используемых в качестве источников питания различных технологических установок,Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения устойчивости коммутации вентилей в переходных и установившихся режимах, повышение эффективности использования оборудованияНа фиг,1 представлена схема авто-. номного последовательного инвертора на фиг.2 - то же, другое исполнение.11 нвертор содержит мост прямых вентилей (тиристоров ) 1-4, подключенный к входным выводам через фильтровые дроссели 5 и 6, две цепочки, состоящие, каждая, из фильтрового конденсатора 7, 8 и коммутирующего дросселя 9, 10, В диагональ тиристорного моста включены коммутирующие конденсаторы 11 и 12, дополнитель ные коммутирующие дроссели 13 и 14, мост встречных вентилей 15 - 18, нагрузка 19, включенная через трансформатор 20 и диагональ моста тиристоров, две пары диодов 21, 22 и 23, 24.В автономном последовательном ицверторе (фиг.2) две дополнительные обмотки выходного трансформатора 20 через диоды 21 и 22 могут быть подключены к фильтровым конденсаторам 7 и 8 соответственно, а между анодной и катодной группами тиристорного моста включена дополнительная О1520253035 дываются н диагонали инверторногомоста и, следовательно, и нагрузке.Выбор индуктивиости дросселей025 1,з. исключает протеканиетока по контурам 13-15-9-8-16-14-20-13 и 13-15-7-10-16-14-20-13 привключении вентилей,Во второй половине импульса тока,когда напряжение на коммутирующихдросселях 9, 10, 13 и 14 принимаетполярность, укаэанную на фиг,1 и 2,и сумма этих напряжений превосходитРнапряжение на фильтровых конденсаторах 7 и 8, начинают проводить вентили 17 и 18 и протекает ток сбросаизбыточной реактивной энергии, накопленной в коммутирующих дросселяхпо контурам: 14-17-9-8-18-13-20-14и 14-17-7-10-18-13 - 20-4. С этогомомента прекращается переэаряд кондецсаторов 11 и 12, а ток сбросапротекает по нагрузке в том же направлении, что и ток моста инвертсра,Во втором такте открываютсявентили 3 и 4, и ток протекаетвначале по контурам: 8-3-12-14-20-13-11-4-10-8, 7-9-3-12-14-20-13 - 11-4-7, 11-4-24-23-3-12-14-20-13-11,а затем по контурам: 13-15-9-8-16-14-20-13 и 13-15-7-10-16-14-20-13,За два такта работы инвертораформируется полный период выходноготока,Наличие цепочки, состоящей иэдиодов 23 и 24 (фиг,1) включннойнепосредственно между анодной и ка, тодной группами вентильного моста,позволяет осуществить частичныйперезаряд коммутирукщих коденсаторов 11 и 12, минуя цепи 7-9 и 10-8,а вместе с тем и паразитные индуктивности, которые неизбежно появляютсяв реальных схемах генераторов в процессе монтажа, Причем дополнительныецепи работают лишь на части интервала проводимости тиристоров с моментаих включения как в первом такте(проводят вентили 1 и 2), так и вовтором (проводят вентили 3 и 4).Длительность тока цепочки определяется интервалом времени, в течение которого разность потенциаловмежду общей точкой анодов и общейточкой Катодов моста прямых вентилейбудет смещать диоды 23 и 24 в прямомнаправлении, а это, в свою очередопределяется величиной индуктивности1527694 и емкости коммутирующего контура.Интегральное значение тока черезцепочку диодов на интервале их проводящего состояния определяется величиной реактивных элементов в контурах 12-2-24-23-1-11-13-20-14-12 и11-4-24-23-3-2-14-20-13-11Наличие дополнительного дросселя 2включенного последовательно в цепидиода 23 (Аиг.2), изменяет собственную частоту контуров 12-2-25-23-1-11-13-20-14-12, 11-4-25-23-3-12-14-20 - 13-11, уменьшает ее, а зто изменяетэффективность работы цепочки путемуменьшения интегральной величинытока на интервале проводимости вентиля 23,Дополнительная цепочка замыкаетчасть тока коммутирующего контуранепосредственно с катодной группывентильного моста на анодную, темсамым юунтируются вместе с дросселями 9 и 10 часть паразитных индуктивностей, и энергия, накапливаемаяв них, уменьшается, а значит снижается уровень перезарнда коммутирующих конденсаторов и, следовательно,уровень максимального напряжения наэлементах инвертора, в частности навентилях.С помощью изменения индуктивностидросселя 25 (Фиг,2) можно регулировать ток цепочки, тем самым изменятьмаксимальный уровень напряжения наэлементах инвертора, в частности натиристорах. Кроме того, это позволяетрегулировать н некоторых пределахэнергетические режимы инвертораДля ограничения выходного напряжения при возрастании эквивалетногосопротивления нагрузки в инвертореосуществляется рекуперация в источник питания избыточной энергии, накопленной в нагрузочном контурепосредством вентильного моста, который образуется с помощью диодов21, 22 и 23, 24 (Фиг.1). При этомпутем регулирования отпайки первичной обмотки выходного трансформатора возможно ограничение напряженияна любом уровне. При этом ток рекуперации, в зависимости от такта,протекает по следующим контурам;21-7-24-20-21 или 23-8-22-20-23.В инверторе (Фиг.2) рекуперацияизбыточной энергии, накопленнойв нагрузке, осуществляется с помощью дополнительных обмоток трансфорФормула и э о б р е т е н и я 20 Автономный последовательный инвертор, содержащий подключенные квходным выводом через фильтровыедроссели две последовательные цепочки, состоящие, каждая, иэ фильтрово го конденсатора и коммутирующегодросселя, и тиристорный мост, выводыпеременного тока которого соединеныс первыми обкладками коммутирующихконденсаторов, вторые обкладки которых соединены непосредственно с диагональю переменного тока моставстречных вентилей и через дополнительные коммутирующие дроссели - сотпайками первичной обмотки выходного 35трансформатора, соединенной концамис общими точками пар последовательнооединенных диодов, причем перваяпара подключена к диагонали постоянного тока моста встречных вентилей 40 согласно с последними, анодная группа этого моста соединена с общейточкой конденсатора и дросселя первой последовательной цепочки, конденсатор которой подключен к анодной 45 группе тиристорного моста, а катодная группа - с общей точкой конденсатора и дросселя второй последовательной цепочки, конденсатор которойподключен к катодной группе тирис"торного моста, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышениянадежности путем обеспечения устой-.чивости коммутации вентилей в переходных и установившихся режимах иповышения эффективности использования оборудования, свободные выводывторой пары диодов включены междуанодной и катодной группами тиристорного моста встречно. матора и в зависимости от тактавентилей 21 или 22.Таким образом, инвертор может 5работать в широком диапазоне изменения эквивалентного сопротивлениянагрузки (от 0 до ао ). Наряду сэтим стабилизируется уровень за, груэки оборудования и снижаетсяпредельный уровень напряжения наэлементах инвертора, что позволяетсущественно. повысить эффективностьего использования прй работе инвертора на реэкопеременную нагрузкукак в установившихся, так и в переходных режимах,1527694Составитель 11.7(еребина Редактор 11. тупида Гг хрсд Г 1,Цидьпс Корректор Г 1.НарониЗаказ 7517/56 Т,раж 648 1 одписное Б 11 И 11 П 11 Г,. дарств нного комитента иизобретениям и открьсгиям при 1 К 1 ГТ СССР11 З 035, Г 1 осква, К - 35, Раупская наб., д. 4/5 1 роизнод:1 пенпо-издательский комбинат "1 атс нт", г, Ужгород, ул. 1 агарина, 101