Последовательный инвертор

(53) аио 07.05.81. Бюллетень Ъ 21,314,57088,8) тирытии 45) Дата опуоликования описания 07.05.8 А,В,Ива М. Мульменко, П. СР, Г. Юнусов 2) ЛвтрьС 151 йзан ники Уф Ис 7) ЗВ 5 й авиационный институт им. Орд(54) ПОСЛ ЕДОВАТЕ)ЬВЫЙ ИНВЕРТО 2 11 зоб),с:Спис От.сситс 5 и прсооазОВатс(ой тсхпикс и мо)кет оыть использовано для питания индукционных печей, например в вакуух 5 ых элсктротермцчсеких установках.Известны послсдоватсльныс ицвсрторы, содержащие пары встречно-параллельно сосдиценцы.( вспгил и, фильтруюн,;с,ро(,- если, коммутируощцс кои;сцсатоы, комлутируюпи( индуктивпости и нагрузку 1, 121, 13, Их недостатком является ело)к. Ность схсмь, 1 так)кс цсв:сОки К 1)Д.Извсстси иивсртор, содср)кащпи Бстречпо-параллсльпо еосдцепных вентилей фильтрубщис;росссли, ко) и"гпрующие конденсаторы, коммутируощ:е иидуктивиости и пагр)зк, ппчс) Бсцтильпыс пары через фильтрующие дроссслпод. кл Очсны и истоипк 7 пита пия, а х С)кдм общи)1 и ток)мп БентЛьцьх;1;О ВКЛ 10 чспа цапузка 4. Это инв(ртор та(;с с(о)кеи, ТБК КЭК СОПСРИ(ИТ ЧСТЫ)С КО 1 УИ 10 НИХ ко;гура, и имеет Невысокий КП, ,Наиболее близким и ирстло:ксином пнвертор) ио тсхицчсской сунносгп и доС Т 1 Г 1 С )0;:; г 3- ) а г" ( Я и Л иТ С 51 П 0 СС ДО В а . те(1 Ный ППВсрто) д соде.",ащЙ пары встречно-параллельно еос:гцснпьх Вспти(1 С 1, ф 1:ьтруюццс;россслп, комм; тируоцис кои. Ссатор, ком) тир)доипе 1 ндук. тииос) и и нагрузку, причем Бсцтильцые пары об; е;иие,ь Б последова сльиьс цспоч:и по .Бс пары В ка)1(до 1, ка)кд 5 Не- ючка через фильтруощис дросселп подключена и полюсам источника питания, а мс:кду оошими точками вснтильцых пар вклочса нагрузка, прп этом . послсдовательцо с ка)(дой веитильцой парой включена коут 1)уоная пцдуктВость, и кондсн сато,ы обгьединсиы в послсдовательныс1 ЕПОЧ(1 ПО;В 1 Р КЯХКДОЙПОЛК(10 ЕННЫЕ К источПку чссз фильтру 10 щис дросссли и ооще то(и коидссаторов .Оедии(нь выводами нагрузки.Недостатком этого иивсртора являетсяело)1(иост: , об 1 словлснная бол.щимКО,.ИЧ( СТВО) КОМ.1 Тцр"ощпХ ЭЛЕМСНТОВ, а так)кс НСРьсокии " ПД, то связаио с )а 20 лей Бслчипой выходиого цапряжепия и,СЛС.С;В.ТЕС ЬНО, ПОБЬШС НЫМ ПОСР 51 ХИ В ко.1)уиКзиях )С)кду ПНВертороч и на1.(с(В 0 изобретс.ия является упрощеииспоьписис КПД устроиства.25 Это,остигается тем, что в известномОс,- ОББТЕЬИОИИВСРтОРС, СОДЕ)гнашЕМ ;Бс поелсдОВатслПьс спочки, кахи чая из которы Подклочста к входным выводам чс "с:, соответствующие дроссслфильтра я и сост(иг из дв(х пар Встр(чно.иараллсль.3но соедпсиных вентилей, общая точка которых соединена с одним из выходных выодов, два коммутирующих конденсатора, подключенных к концам последовательных цепочек, связанным с одним из входных выводов, а также два коммутирую 1 цих дросселя, последние включены последовательно с коммутпру 1 ощимп кондеГеатора- и, Ооразуя колсоасльные коц Гуры, каж.дый из которых включен мс)кду концами двух последовательных цспочск, связа)шыми с разноименными входнь)мп вь)одами.1 хро:е того, каждыс два фильтровых дросселя, сосдипс 1 ныс с концами Одюго колебательного контура, выполнены ца одном мапитопроводс.На фиг. 1 изображена принципиальная элсктр 111 сскс)я схсмс устройства, па фиг. 2 - врсмспныс диаграммы, поясняющие его работу.После:Оватсл ный пнвертор (фиг. 1) содержит пары встречно-парагЛсгп.по соединенных вентилей 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8, фильтровые дроссели 9 - 12, ком)утц,уОш с ксц.1 стеаторы 13 и 14, коммутирующие дросссли 15, 16 и цагруз ку 17, причем всцтцльцыс пары обьедицс ны в послсдоватс,1 ьцыс цепочки по две пары в каждой (вентили 1 и 27 и 8, Вецтил 5 Н 6 - 3 И 4), 12)кдая 1:СПОЧка через фцльтрующие дроссели (дроссели 9 и 11, 10 и 12) подключена к полк)сам источника питания, а между общими точками вснтильных пар включсна нагрузка 17, при этол коммутирующие конденсаторы 13 и 14 объединены с коммутирующими дросселями 15 ц 16 в послсдоватсльныс колсбатсльцыс контуры (конденсатор 13 - дроссель 15 и конденсатор 14 -- дросесль 16), каждый из которых включсн между выводами двух вснтильных пар, связанными с различными полюсами источника питания, причем другис выводы указанных пар соединены с противополо)кцыми выадами нагрузки (один контур включен мея(ду парами вентилсй 1 - 2 и 3 - 4, другой между парами вентилей 5 - 6 и 7 - 8). Фильтрующис лроссели 10 и 11, а так)кс дросели 9 и 12 соответственно могут быть выполнены на общих магнптопроводах,Схема работает следующим образом.Вследствис значительной величины индуктивности фильтрующих дросселсй ток и пих пра 1(тически постоянен. Положительпыс полуводны тока нагрузки формиру)отея при и(лючении вентилей 1 и 3. отрицательные - при включении вентилей 5 и 7. Обратпыс ьентилп 2, 4, 6 и 8 отпираются при возникновении ца них прямого напряс ц и гПри подаче очсрсдого импульса управ. лснця на вентили 1 и 3 (начальный х омсц:. на временных диаграммах фиг, 2) конденсатор 14, заряженный до некоторого ца- ПРЯЖСПИЯ ОТ ИСТОНИК 2 ПИТЯНИЯ, НаЧИП 2 СТ колебательно перезаря)каться по цепи дросссль 16 -- вентиль 1 - нагрузка 17 - снтил), 3. В момент времени 1 ток, протска)ощий через вентили и нагрузку, перс . одит через нулсвос значение и начинаютпроводить вентили 2 и 4, после выключения которых в момент г заканчивается формирование одного полупсриода ыход.НОГО тока. Од 1 о 1 гем енно ил ь ИО( лс нс- О большой паузы вклочаются вентили 5 и 7и аналогичные процессы протекают контуре: конденсатор 13 - дроессль 15 снтцли 5, 6 - нагрузка 17 - вснт 1 ли 7, 8. Во рсмя псрезаряда каждого пз копден саторо одновременно происходит дозаряддругого конденсатора до пскотороо максимального напряжения от источника п 1; тания через дросссли, поскольку после псрсзаряда напряжение на конденсаторе нп жс первоначального вследствие рассеянияэнергии в нагрузке и элементах схемы.В момент 1, заканчивается форми 1;оанис К)лцого периода тока нагрузки.Выходное напряжение инзсртора сим мсрично относительно (Сточника 1 Итан 1 я,и средняя точка нагрузки может быть заземлена, что позволяет снизить цаг 1)яжснис на концах индуктора относительно земли при использовании инвсртора30 индукционных печах с вакуумной камерой.Ицвсртор может питаться пспосредст.вснпо псрсмсцньм папря)ксцис) Нромыш ленной частоты, в этом случае различцыс полупсриоды сстсвого напржсня З 5 прямые и обратцыс вентили меняютсяфуцкциями. Восстановление управлясмост прямых вентилей может быть ускорено введением задер)кки включения обратных вентилей относительно момента перехода 40 тока всцтильцых пар через нуль (моментыг ица диаграммах (риг. 2).По сравнснио е известными данныйпнвсртор обладает в два раза более высоким выходным напряжением, так как каж дый из коммутирую)цих конденсаторов заРЯжаСТСЯ ПОЛН 1 М Ц 2 ПР 51 ЖСНИС. ИСТОЧНИка питания, в то время как в схеме изсстно 1 о инвертора напряжение источника делится ме)кду двумя последовательно сосди псиными конденсаторами, которые с помощью вентилей подключаются параллельно нагрузке, Таким образом, при заданной чОщности выходной ток предлагаемой схемы в два раза меньшс, соответственно 55 вдвое меньше потери в линии, соединяющей ипвсрторнагрузкой.Формула изобретения50 1. Послсдоватсльцый инвертор, содержащий двс послсдоватсльцыс цепочки, к 2 ждая из которых подключсна к входным выводам через соответству)ощие дросссли фильтра и состоит из двух пар встречно параллельно соединенных вентилей, общаяточка которых соединена с одним из выкодных выводов, два коммутирующих конденсатора, подключенных к концам последовательных цепочек, связанным с одним из входных выводов, а также два коммутирующих дросселя, о т л и ч а ю щ и й е я тем, что, с целью упрощения и повышения КПД, коммутирующие дросссли включены последовательно с коммутирующими кон.;сисаторами, образуя колсбательныс контуры, кахкдый из которых включен между концами двух последовательных цепочек, связанными с разноименными входными выводами. 2. Инвсртор по и. 1, о т л и ч а ю щ и Й с ятем, что каждые два фильтровых дросселя, 6соединенных с концами одного колебатель. ного контура, выполнены на одном магнитопроводе. 5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе СССР СССР СССР СССР СССР 1, Авторское312350, кл, Н 10 2. Авторекое355716, кл, Н 3. Авторское425283 кл. Н 4, Авторское б439888, кл, Н 5. Авторское Ъ 31351 кч Н828844 Аг Кд Составитель И, Жеребина едактор Т. Загребельная Гехред И. Пенчко Корректоры: А. Степанова н В. Нам/5 агорская типография Упрполигрфнздата Мособлисполкома Изд, М 376 1 ИИПИ Государственного по делам изобретений и 3035, Москва, Ж.35, Райш