Последовательный инвертор

Номер патента: 273328

Авторы: Кациельсон, Пудровский, Филатов

ZIP архив

Текст

/% е273328 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соее Советских Социалистические Республик(Ю 1300350") явки13003 О 24-7 Комитет по делам аобретений и открытий при Совете Министров СССР. М. Кацнельсон, Л. С. Пудровский и В. Н. Филтои Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе явител ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЪЙ ИНВЕРТО 20 Известен последовательный инвертор, содержащий однофазные инвертирующце мосты с 1 С-цепочками и анодными и катодным группами тиристоров, питающими однофаз ную нагрузку, подключенную к выходу диод- ного моста, вход которого подсоединен через конденсаторы к входу инвертора, и собранными в два преобразовательных блока, аноды анодной группы тирпсторов одного из которых подсоединены к одному полюсу питающего напряжения, а катоды катодно группы тиристоров другого - к другому полюсу питающего напряжения, Однако такой цнвертор це обеспечивает учетверения выходной часто. ты и высокого питающего напряжения,Предлагаемьн инвертор отличается от известного тем, что с целью учетверения выходной частоты и повышения цигающего напряжения катоды катодной группы тиристоров одного преобразовательного блока и аноды анодной гругшы тирцсторов другого преобразовательного блока подключены к выходу диодного моста.На фиг, 1 представлена принципиальная схема описываемого инвертора, каждый преобразовательный блок которого содержит по одному однофазному инвертпрующему мосту; на фиг. 2 - принципиальная схема инвертора, каждый преобразовательньш блок которого содержит по два однофазных инвертирующих моста; ца фцг. 3 -- эпюры токов в цепях инверторов.Инвертор (фиг, 1) содержит одцофазцыеинвергирующие мосты 1 и 2 с 1,С-цепо ками, 5 содержащими конденсатор 3 и дроссель 4, ианодными (тирцсторы 5 и 6) ц катоднымц (тиристоры 7 и 8) группами тиристоров, питающим и однофаз ную ц,т груз ку 9, подключенную через диоды 10 - 13 и конденсаторы 14 ц 1 д и О входу инвертора. Анод. тиристоров 5 и 6 моста 1 подсоединены к положительному полюсу питающего напряжения, а катоды тцрцсторов 7 и 8 моста 2 - к отрицательному полюсу питающего напряжения.5 Инвертор (фиг. 2) содержг кроме одцофазных инвертирующцх мостов 1 и 2 мосты 16 и 17, причем мосты 1 н 16 образуот преобразовательный блок 18, а мосты 2 и 17 - преобразовательный блок 19.В установившемся режиме последовательно включенные конденсаторы 14 и 15 (см, фцГ. 1) заряжены каждый до половины напряжения источника питания. Л 1 ост 1 работает следуощим образом. При включении тири сторов 5 и 8 коммутирующий конденсатор,перезаряжается через дроссель 4 1 С-цепочки, нагрузку 9 и диод 13. Ток через нагрузку 9 течет в прямом направлении, указанном стрел.Ои, После ТОГО, как напряжение на кондец саторе 3 станет выше почовцны напряженияпоследовательным источника питания и колебательный ток через тиристоры 5 и 8 пройдет через нулевое значе. ние, эти тиристоры гаснут. Тогда открываются обратные диоды 20 и 21, а начинает протекать обратный ток разряда конденсатора 3 через дроссель 4 и диод 10, минуя нагрузку 9, при этом конденсатору 14 моста 1 возвращается избыток реактивной энергии, запасенной в конденсаторе 3. Ток через обратные диоды 20 и 21 протекает до тех пор, пока избыток реактивной энергии в конденсаторе 3 не возвратится и энергия не разрядится до напряжения меньшего, чем половина напряжения источника питания. Когда колебательный ток, текущий через обратные диоды, становится равным нулю, диоды гаснут. В течение того промежутка времени, пока ток проводили диоды 20 и 21, ца тцрцстора 5 ц 8 - небольшое ооратное напряжение, ц оцц успевают восстановить свою управляемость.Затем включаются тцристоры 6 и 7 моста 1 ц происходит аналогцчньш процесс образного перезаряда конденсатора 3 до напряжения противоположной полярности через дроссель 4, диод 13 и нагрузку 9. После прохождения колебательного тока через нуль тиристоры 6 и 7 гаснут и включаются обратные диоды 22 и 23, при этом ток, текущий через обратные диоды, также минует сопротивление нагрузки. Погасанцем обратных диодов 22 и 23 завершается полный цикл работы ццвертцрующего моста 1, и затем процесс цовторяегся.Таким образом, в течение полного цикла работы моста 1 через нагрузку 9 протекают две прямых полуволны колебательного тока с паузами между этими полуволнамц, несколько большими, в течение которых работали обратные диоды 20, 21 и 22, 23,Инвертирующий мост 2 работает так же, как инвертирующий мост 1, пропуская ток через нагрузку 9 во время работы тиристоров 5, 8 и 6, 7 при помощи диода 11, а во время работы обратных диодов 20 - 23 моста 2 ток перезаряда коммутирующего конденсатора 3, минуя нагрузку 9, протекает через диод 12, подзаряжая конденсатор 15, Последовательно включенные конденсаторы 14 ц 15 цепрерьгвцо подзаряжаются от источника питания постоянного тока через дросселя 24, диоды 10 и 12 и нагрузку 9, включенную последовательно с ними.Мосты 1 и 2 работают поочередно таким образом, что во время рабогы тирцсторов 5 и 8 моста 1 конденсатор 3 моста 2 возвращает избыточный запас энергии через диоды 22, 23 и 12 обратно, подзаряжая конденсатор 14. Затем работают тиристоры 5 ц 8 моста 2, и в это же время происходит возврат энергии конденсатора 3 моста 1 через диоды 20, 21 и 13 ц т. д.На фиг, 3 приведена кривая суммарного тока, текущего через нагрузку 9 во время работы обоих мостов 1 и 2. Эта кривая состоит цз полуволц синусоиды, между которыми имс.ется небольшая пауза 1. 11 алцчцс этой пауо) 20 25 зоЗд о 45 50 55 бО 65 зы объясняется гем, что в момент включения тиристоров одного цз мостов, например тцристоров 5 и 8 моста 1, через диод 10 проте кает зарядцьш ток конденсаторов 14 и 15, постоянно текущиц через дроссели 24 от источ. ника питания. Поэтому при включении тиристоров 5 ц 8 моста 1 первоначально ток течет це через нагрузку 9, а через диод 10 встречно зарядному току ц только в момент времени, когда ток тцрцсторов становится больше зарядного тока, диод 10 гаснет, и ток течи через нагрузку 9 и диод 13, В результате между цолуволнами синусоид тока нагрузки образуются небольшие паузы.Рассматривая форму тока нагрузки видно, что кривая тока состоит из дву составляющих, постоянной, изображенной линией, параллельной осц абсцисс, ц переменной, имеющей учетверенную частоту по отношению к частоте работы тиристоров. Так, например, от момента времени работы тцристоров 5 и 8 моста 1 до их повторного вступления в работу имеет место четыре периода выодного напряжения. 1-1 аличце постоянной составляющей в кривой тока при работе на индукторе цлц через трансформатор не имеет существенного значения, так как активное сопротивление обмотки индуктора цчи обмоткц трансформатора для постоянного тока очень мало ц на них не выделяется заметной мощности от постоянного тока.Ицвсртирующце мосты 16 и 17 (см. фцг. 2) работают так же, как инвертирующпй мост 1, пропуская ток через нагрузку 9 во время работы тцрцсторов 5, 8 ц 6, 7 при помощи диода 10 для моста 16 и диода 11 для моста 17. Во время работы обрагных диодов 20, 21 и 22, 23 моста 16 ток перезаряда коммутирующего конденсатора 3, минуя нагрузку, протекает через диод 13 (диод 12 для моста 17), подзаряжая конденсаторы 25 и 26. Конденсаторы 14, 15, 25 и 26 непрерывно подзаряжаются от источника питания постоянного тока через дроссели 24 и 27.Инвертирующие мосты 1, 2, 16 ц 17, соединенные последовательно и параллельно, могут обеспечивать нормальный режим работы толь. ко при условии, если одновременно горят тиристоры двух последовательно соединенных мостов, у которых конденсаторы (14 и 15) не имеют общей точки соединения, например мосты 1 и 2, 16 и 17, Эти пары мостов относительно друг друга работаютпоочередно таким образом, что во время горения тиристоров 5 и 8 мостов 1 и 2 коммутирующие конденсаторы 3 мостов 16 ц 17 возвращают избыточный запас энергии через диоды 22 ц 23 и соответственно диоды 11 и 13 обратно, подзаряжая конденсаторы 25 и 26, Затем работают тцр.:сторы 5 и 8 мостов 16 и 17, и в это же время происходит возврат энергии коммутирующих конденсаторов 3 мостов 1 и 2 через диоды 20 и 21 и соответственно диоды 10 и 12, минуя на.грузку 9,Предлагаем ая схем а ссоединением инвертирующих мостов, работа. ющих на общую нагрузку 9, позволяет осуществить инвертирование на высоком напряжении источника питания или использовать тиристоры с пониженным классом напряжения. При отсутствии диодов 10 - 13 схема инвертора становится неработоспособной в качестве учетверителя частоты.Б этом случае схема превращается в известный удвоитель частоты с емкостью фильтра и двумя ипвсрторными мостами, включенными последовательно с нагрузкой. Кроме того, описываемая схема инвертора позволяет получить высокие частоты иа выходе инвертора схемиым путем методом учетверения частоты, при этом частота тока, текущего через тиристор, имеет пониженную крутизну, что резко снижает коммутационные потери. Паряду с этим в схеме ооеспечивается стабильность напряжения на тиристорах при переменной нагрузке весьма простым способом, а именно включением встречных диодов 20 - 23,Сочетание принципа стабилизации напряжения на тиристорах при помощи встречных диодов с принципом учетверения частоты за счет использования многоячейковости, т. е. поочередной работы мостов на общую нагрузку 9, позволяет создавать на обычных тиристорах, выпускаемых серийно нашей иромышлсииосггио, мощные тнристориые иреобразо ватели повышенной и ультразвуковой частоты, способные работать на переменной нагрузке и пригодные к широкому использованшо в З технике индукционного нагрева и других областях. Предмет изобретенияПоследовательный инвертор, содержащийоднофазные инвертирующие мосты с У.С-цепочками и анодными и катодиыми грмппами тиристоров, питающими одпофазную нагрузку, 15 подключенную к выходу диодного моста, входкоторого подсоединен через конденсаторы к входу инвертора, и собранными в два преобразовательных блока, аноды водной группы тиристоров одного из которых подсоединены к 20 одному полюсу питакицего напряжения, а к- тоды катодиои группы тиристоров другого к другому полюсу питающего напряжения, от.шчаоприс тем, что, с целью учетверения выходной частоты и повышения питающего 2 б ипряжения, катоды катодной группы гиристоров одного преобразовательного блока аноды анодпой группы тиристоров другого преобразовательного олока подключены и выходу диодного моста.. Михельзон Техред Т. П. Курилко Корректор А. П. Василье Редакто Загорская типография Заказ 4054ЦНИИПИ Кох 480 по Делам нз и открытий прн Москва, шская наб, д. 4Подпнсно ете Министров ССС

Смотреть

Заявка

1300350

С. М. Кациельсон, Л. С. Пудровский, В. Н. Филатов Уфимский авиационный институт Орджоникидзе

МПК / Метки

МПК: H02M 5/42, H02M 7/72

Метки: инвертор, последовательный

Опубликовано: 01.01.1970

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-273328-posledovatelnyjj-invertor.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Последовательный инвертор</a>

Похожие патенты