ZIP архив

Текст

Союз Советских Социалистических Республик(11)836240 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ф 1 Дополнительное к авт. свид-ву/51 Н 0 Государственный коми СССР ио делам изобретен и открытий3) Приоритет Опубли Дата оп Бюллетень Но 07.06.81Уральский ордена Трудового Красного Знамей институт им. С.М.Кир) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫИ АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР 2 еобра начен также хноло кот го Изобретение относится к прэовательной технике и предназ одля индукционного нагрева, адля питания. ультразвуковых тегических установок,Известна схема последовательногоинвертора с вентилями встречно-параллельного включения 1 . Такая схема способна работать в области малыхэквивалентных сопротивлений нагрузки, поскольку осуществляется рекуперация избыточной реактивной энергии, запасенной в коммутирующем контуре посредством вентилей встречнопараллельного включения. Однако вобласти высоких значений сопротивления нагрузки происходит резкое .снижение времени, предоставляемого длявосстановления управляемости прямыхвентилей, что снижает устойчивостьработы инвертора. Помимо этого науказанном интервале времени.к прямым вентилям прикладывается малоеобратное напряжение, что приводит квозрастанию времени, необходимогодля восстановления упавляемостипрямых вентилей и к снижению предельной частоты инвертирования,Также известка схема последовательно инвертора 2 , орая содержит два вентильных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналяхпеременного тока. Сброс избыточнойреактивной энергии в этой схеме осуществляется непосредственно с комму"тирующего дросселя на вспомогательные конденсаторы, включенные междувыходными зажимами и отпайками фильтровых дросселей связанных с положительным входным зажимом. В рядеслучаев, когДа необходимо согласование параметров нагрузки, применяется выходной трансформатор, первичная обмотка которого подключенак выходным зажимам инвертора.. Недостатком такой схемы являетсято, что для достижения наибольшегоэффекта ограничения напряжения наэлементах инвертора необходимо веськоммутирующий дроссель выносить измоста инвертора и охватывать контуром.рекуперации, при этом к прямымвентилям в момент включения противофазных вентилей прикладывается пол ное напряжение ко утирующего конденсатора, которое оказывается все жевысоким. Кроме того, для осуществления рекуперации излишней реактивнойэнергии с коммутирующего дросселя необ- О ходима установка вспомогательных конден.саторов,которые не участвуют в форми.ровании импульса тока мостом инвертора, что приводит к возрастанию стоимости установленного оборудования иувеличения его габаритов, а ограничение напряжения на нагрузке на уровнеравном напряжению на вспомогательныхконденсаторах при конечном значенииих емкости, недостаточно, что приводитк резкому снижению времени, представляемого для восстановления управляемости прямых вентилей,Наиболее близким к предложенномуинвертору является автономный инвертор 3, содержащий связанный с входными выводами через дроссели Фильтра два тиристорных моста с двумя последовательно соединенными через коммутирующие дроссели, подключенные кдиагоналям переменного тока встречных вентильных мостов;коммутирующимиконденсаторами в диагоналях переменного тока, два фильтровых конденсатора, первая обкладка каждого из которых соединена с анодной группой соответствующего тиристорного моста, авторая - с анодной группой встречного вентильного моста, соединенногосвоей катодной группой с первой обкладкой дополнительного фильтровогоконденсатора, вторая обкладка которого подключена к катодной группе этого же тиристорного моста.Недостатком такого инвертора является большая емкость конденсаторов, увеличивающая габариты.и стоимость.35Целью изобретения является удешев"ление инвертора.Для достижения этого инвертор 31снабжен четырьмя дросселями и выходным трансформатором с четырьмя первичными обмотками, две из.которых 40соединены, каждая, одним концом спервой обкладкой дополнительногофильтрового конденсатора, а другимконцом через один иэ указанных дросселей - с анодной группой соответствующего тиристорного моста, а дведругие первичные обмотки соединены,каждая, одним концом со второй обкладкой фильтрового конденсатора, адругим через другой иэ указанных 50дросселей - с катодной группой соответствующего тиристорного моста.Кроме того, для повышения устойчивости при расширении функциональных возможностей инвертор снабженчетырьмя дополнительными вентилями,а первичные обмотки выходного трансформатора свабжены вольтодобавочными обмотками, первые концы которыхсоединены с указанными другими концами первичных обмоток, а вторые концы двух иэ иих через дополнительныйвентиль, включенный в обратномнаправлении, соединены, каждый, совторой обкладкой дополнительногоФильтрового конденсатора, образуя б 5 замкнутый контур, причем вторые кон-,цы двух вольтодобавочных обмоток через другой дополнительный вентильсоединены, каждый, с первой обкладкойсоответствующего фильтрового конденсатбра.На фиг,1 изображена схема инверсора; на фиг.2 - то же, одномостовойвариант.Ннвертор (фиг. 1) содержит два ти- -ристорных моста, собранных .на тирис-.торах 1-8, два встречных вентильныхмобта на диодах 9-16, В диагоналитиристорных мостов включены коммутирующие конденсаторы 17-20 и коммутирующие дроссели 21, 22, причем каждый вентильный мост зашунтирован двумя цепочками, состоящими из коммутирующих дросселей 23-26, фильтровыхконденсаторов 27-30, первичных обмоток 31-34, к вторичной Обмотке 35 выходного трансформатора подключенанагрузка 36. Тиристорные мосты связаны с входными выводами через дроссели 37, 38 фильтра, а выходнымичерез дроссели 39, 40 фильтра, акаждая первичная обмотка и Фильтровой конденсатор зашунтированы дополнительными вентилями 41-44,Схема, изображенная на фиг.1,работает следующим образом,В первом такте открываются тиристоры 1,2 и ток протекает по контурам: тиристор 1 - конденсатор 17дроссель 21 - конденсатор 18 - тиристор 2 - дроссель 24 - первичная обмотка 32 - конденсатор 28 - тиристор1; тиристор 1 - конденсатор 17дроссель 21 - конденсатор 18 втиристор 2 - конденсатор 27 - первичнаяобмотка 31 - дроссель 23 - тиристор1, В фбрмйровании импульса тока черезмост инвертора участвуют два фильтро-вых конденсатора 27, 28, ток которыхпротекает по первичным обмоткам выходного трансформатора и суммируется в нагрузке 36 Поскольку. ток через коммутирующйе дроссели 23, 24суммируется в диагональном коммутирующем дросселе 21; величина индуктивности последнего должна бытьв два раза меньше, чем индуктивностькоммутирующих дросселей, включенныхпоследовательно с. фильтровыми конденсаторами, при этом напряжения науказанных дросселях окажутся равными и в момент включения тиристоров1,2 встречные дноды 9, 10 будут закрыты, поскольку в контуре: дроссель21 - диод 9 - конденсатор 27 - дроссель 24 - первичная обмотка 32диод 10 " дроссель 21 и контуре:дроссель 21 - диод 9 - первичная обмотка 31 " дроссель 23, конденсатор 28 - диод 10 - дроссель 21 напряжения на коммутирующих дросселях35 Формула изобретения 1. Последовательный автономныйинвертор, содержащий связанные свходными выводами через дроссели40 фильтра два тиристорных моста сдвумя последовательно соединеннымичерез Коммутирующие дроссели, подключенные к диагоналям переменного токавстречных вентильных мзстов, комму 45 тирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока, два фильтровых конденсатора, первая обкладка каждого Йз которых соединена с аноднойгруппой соответственного тиристор ного моста, а вторая - с аноднойгруппой встречного вентильного моста, соединенного своей катоднойгруппой с первой обкладкой дополнительного фильтрового конденсатора, 55 вторая обкладка которого подключенак катодной группе этого же тиристорного моста, о т л и ч а ю щ и й с я.тем, что, с целью удешевления, онснабжен четырьмя дросселями и выходным трансформатором с четырьмя пер" 60 вичными обмотками, две из которыхсоединены, каждая, одним концом спервой обкладкой дополнительногофильтрового конденсатора, а другимконцом через один из указанных дрос селей .- с анодной группой соответравное питающему, до которого заряжены фильтровые конденсаторы 27, 28.Во второй половине полупериода тока,когда напряжение на коммутирующихдросселях 21, 23 принимает полярность, укаэанную на фиг.1 (в скобках), и суммы этих напряжений превышают напряжения на фильтровых конденсаторах и первичных обмотках выходного трансформатора, открываютсявстречные диоды 11, 12, С этого момента прекращается ток моста инвертора,прекращается перезаряд коммутирующихконденсаторов 17, 18 на заданномуровне и протекает ток сброса избыточной реактивной энергии, запа,сенной в коммутирующих дросселях поконтурам: дроссель 21 - диод 11первичная обмотка 31 - дроссель 23конденсатор 28 - диод 12 - дроссель211 дроссель 21 - диод 11 - конден, сатор - 27 - дроссель 24 - первичная обмотка 32 - диод 12 - дроссель21. Ток сброса протекает по первичным обмоткам выходного трансформатора в том же направлении,что и ток моста инвертора,что снижает .уровень гармоническихсоставляющих в выходном токе.Во втором такте открываются тиристоры 5,6 и ток, протекает по контурам: конденсатор 29 - тиристор 5конденсатор 19 - дроссель 22 - конденсатор 20 - тиристор б - дроссель,конденсатор 30. Во второй половинеполупериода тока под действиемнапряжения на дросселях 22, 25,26 открываются диоды 15, 16 иток сброса избыточной реактивной энергии в указанных дросселяхпротекает по контурам 1 дроссель22 вдиод 15 - конденсатор 30 - дроссель 25, - первичная обмотка 33диод 16 дроссель 23, дроссель22 - диод 15 - первичная обмотка34 - дроссель 26 - конденсатор 29диод 16 - дроссель 22, .Во второмтакте осуществляется формированиевторой полуволны выходного тока,т,е. за два такта работы инвертораформируется полный период выходноготока. Симметричная подпитка нагрузки высокочастотным током позволяетсущественно снизить уровень гармони-ческих составляющих в выходном токе,что обеспечивает устойчивую работуинвертора в условиях низкой добротности нагрузки или ее нелинейного.характера. В последующих тактах работы, когда открываются тиристоры3,4 и 7, 8; инвертор работает аналогично описанному,С ростом эквивалентного сопротивления нагрузки возрастает выходное напряжение и напряжение на первичных обмотках выходного трансформатора, которое прикладывается к мостам инвертора. Критическое значениеамплитуды этого напряжения приконечной кратности фильтровых конденсаторов, когда время, предоставляемое для восстановления свойствуправляемости тиристоров., резко снижается, составляет 0,8-0,9 от питающего напряжения, Для ограничения нап О ряжения на первичных Обмотках назаданном уровне дополнительные вен 1/тили 41-44 подключаются к вольтодобавочным обмоткам этих обмоток. Та;кое подключение позволяет ограничить 13 амплитуду напряжения на первичнойобмотке с вольтодобавочными виткамина уровне, равном питающему напряжению, при этом ток рекуперации энергии, запасенной в нагрузке, проте кает по контурам: первичная обмот. ка 31 - конденсатор 27 - вентиль 41;первичная обмотка 32 - вентиль 42конденсатор 28; первичная обмотка33 - вентиль 43 - конденсатор 29;первичная обмотка 34 - конденсатор30 - вентиль 44. В этом случае напряжение, которое прикладывается кмостам инвертора, составляет лишьчасть питающего напряжения, котороемОжнО регулирОвать соОтнОшением Витков первичной обмотки и вольтодобавочных витков,836740 0 15 г ствующего тиристорного моста, а дведругИе первичные обмотки соединены,каждая, одним концом со второй обкладкой фильтрового конденсатора, адругим через другой иэ укаэанныхдросселей - с катодной группой тиристорного моста,2, Инвертор по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения устойчивости работы при расширении функциональных возможностей,он снабжен четырьмя дополнительнымивентилями, а первичные обмотки выходного трансформатора снабжены вольтодобавочными обмотками, первые концыкоторых соединены с указанными другими концами первичных обмоток, авторые концы двух из них через дополнительный вентиль, включенный вобратном направлении, соединены,каждый, со второй обкладкой дополнительного фильтрового конденсатора,причем вторые концы двух других вольтодобавочных обмоток через другойдополнительный вентиль соединены,каждый, с первой обкладкой фильтрового конденсатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе.1, Авторское свидетельство СССРМ 486439 кл. Н 02 М 7/537, 1971.2. Авторское свидетельство СССРМ 647817, кл, Н 02 М 7/515, 1979.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2730527,кл. Н 02 М 7/515,1979. ВНИИПИ Заказ 3170/ Тираж 730 Подписное илиал ППП "Патент",

Смотреть

Заявка

2730541, 28.02.1979

УРАЛЬСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГОЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. C. M. КИРОВА

ШИПИЦЫН ВИКТОР ВАСИЛЬЕВИЧ, ЛУЗГИН ВЛАДИСЛАВ ИГОРЕВИЧ, НОВИКОВ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ, РУХМАН АНДРЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ, ДРЯГИН ВЕНИАМИН ВИКТОРОВИЧ, АБРАМОВ АНАТОЛИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ, КУЗНЕЦОВ ОЛЕГ ЛЕОНИДОВИЧ, ЧУРКИН ДМИТРИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ, САФИН ВИЛЬ ГОТЕЕВИЧ, ЯГОДОВ ГЕНРИХ НИКОЛАЕВИЧ, МАКАРОВ ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ, МАРИЧЕВ ФЕДОР НИКОЛАЕВИЧ, ГЛУХИХ ВЛАДИМИР АРХИПОВИЧ

МПК / Метки

МПК: H02M 7/515

Метки: автономный, инвертор, последовательный

Опубликовано: 07.06.1981

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-836740-posledovatelnyjj-avtonomnyjj-invertor.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Последовательный автономный инвертор</a>

Похожие патенты