Автономный инвертор

1 цвИ 705 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик. (53)М, Кл: Н 02 М 7/515 Гооударстоеииый комитет по делам иэобретеиий и открытийУральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им, С, М. Кирова(54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть применено йпя питания током высокой частоты разпичного вида нагрузок, в частности магнитострикционных излучателей.Известен многоячейковый поспедовательный инвертор, в котором разделительные конденсаторы подключены параллельно каждому из вентильных мостов через цепь нагрузки 11.1 ОВ этой схеме ограничение напряжения на элементах схемы осуществляется за счет присоединения диодов, включаемых встречно основным тиристорам, и только в режиме, близком к короткому замыканию, При увеличении сопротивления нагрузки мер, обеспечивающих надежную работу схемы, не прейусмотрено.Известна схема, содержащая два моста, состоящих из нескольких ячеек, при- щ чем один мост нодкпючен к крайним вывойам емкостного делителя, а другой мост - к. промежуточным точкам емкост-, ного делителя с целью расширения йиапа 2зона плавного регулирования выходногонапряжения 2).В этой схеме регулирование выходногонапряжения возможно лишь только в том случае, если реактивная мощность емкостного делителя будет намного больше мощности нагрузки, что не всегда возможносделать из-за чрезмерного удорожания преобразовательной установки.Известны схемы инверторов, в которых,с целью ограничения напряжения на нагрузке, каждый из диодов подключен между общей точкой нагрузки и разделительного конденсатора и между зажимом другого разделительного конденсатора (,3.Подобное схемное решение позволяет ограничивать напряжение на нагрузке на уровне. 0,5 Ц (где Ц - напряжение йс точника питания), но.такая величина на.пряжения является слишком большой для схем с посдедовательным соединением ин вертирующих мостов.Наиболее близким к предлагаемому яв ляется инвертор, состоящий из двух парвеЗ М 17лельных цепочек, образованных, каждаясиловым тиристором, коммутирующим цросселем и коммутйрующим конденсатором,одна обкладка которого соединена с входным, а другая - с выходным выводами 4,Дополнительно инвертор снабжен двумя5вспомогательными цепочками, кажаая иэкоторых подключена параллельно коммутирующему конденсатору и состоит из сглаживающего дросселя и фильтрового холден сатора, причем общая точка последних через диод соединена с соответствующимсиловым тиристором,Недостатком схемы является ограниченный частотный диапазон инвертирования, так как в схеме нет инвертирующихмостов. В рассматриваемой схеме не предусмотрено ограничения напряжения нанагрузке при ее изменении, что, безусловлено, снижает нацежность схемы. 20Цель изобретения - повышение надежности путем ограничения и стабилизациинапряжения на тиристорах инвертора пришироком диапазоне изменения нагрузки.Поставленная цепь достигается тем,25 .что автономный инвертор, содержащий две цепочки, состоящие, каждая из последовательно соединенных тиристорной ячейки, коммутирующего дросселя, разделительно 30 го конденсатора и дополнительного коммутирующего дросселя и подключенные, первая, тиристорной ячейкой через дроссель фильтра к положительному входному выводу, соединенному с первой обкладкой первого дополнительного конденсатора, а35 вторая - тиристорной ячейкой через другой дроссель фильтра - к отрицательному входному выводу, соециненному с первой обкладкой второго дополнительного конден 40 сатора, прием к одному концу коммутирующего дросселя первой цепочки, соединенному с тиристорной ячейкой, подключен катод одного встречного диода, а к другому его концу - первый выходной вывод к1 45 одному концу коммутирующего дросселя второй цепочки, соецинному с тиристорной ячейкой, подключен анод второго встречного диода, а к другому его концу - второй выходной вывод, он снабжен четырь 50мя дополнительными диодами и дополнительной идентичной тиристорной ячейкой, выполненной в вице моста с коммутирующим ЬС -контуром в диагонали, соединенной анодной группой с дополнительным55 коммутирующим дросселем второй цепочки и через один из дополнительных диодовс аноцной группой тиристорной ячейки перуой цепочки, дополнительный коммутирую 08 4щий дроссель которой поцкгючен к катодной группе дополнительной ячейки и к катоду второго дополнительного диода, соединенного анодом с анодом встречногодиода .и с первой обкладкой второго дополнительного конденсатора, подключенноговторой своей обкладкой к точке соединенияразделительного конденсатора с дополни,.тельным коммутирующим дросселем первойцепочки, причем укаэанная точка соединения подключена через третий дополнительфный диод ко второму выходному выводу,а первый выходной вывод через четвертый дополнительный диод соединен с общей точкой разделительного конденсатораи дополнительного коммутирующего дросселя второй цепочки и со второй обкладкой первого дополнительного конденсатора,На чертеже показана схема многомостового автономного инвертора.Схема,инвертора включает дросселифильтра 1 и 2, силовые тиристоры 3-14инверторных мостов, коммутирующие конденсаторы 15-17, разделительные конденсаторы 18 и 19, коммутирующие дросселя 20-24, дополнительные конденсаторы25 и 26, дополнительные коммутирующиедроссели 27 и 28, встречные диоды 29и 30, дополнительные диоды 31-34, нагрузку 35,При работе схемы, т,е. при включенииочередной пары тиристоров, например 3и 4, ток, имеющий олебательный характер,протекает по пепи: 3-15-20-4-23 3519-26, Результирующий ток через нагрузку равен на интервале проводимости тиристоров 3 и 4 величине 1, -Дгде 3,входной ток инвертора в установившемсярежиме, Причем, если на каком-то интервале времени ни одна пара тиристоров невключена, то ток Д, проходит по цепи1-26-1 9-35-,18-25-2.При резонансном характере тока тиристоров 3 и 4 напряжение на дросселе 23на второй половине интверала проводимости становится больше суммы напряженийна конденсаторах 18 и 25 (напряжениена каждом равняется 0,25 Ц ) и диод29 открывается.Ток проходит по цепи 23-18-25-29и происходит сброс реактивной анергии, запасенной в дросселе и конденсаторы. Темсамым ограничивается рост входного токапри малом сопротивлении нагрузки.Если же сопротивление нагрузки велико и напряжение на ней становится больше напряжения на конденсаторе (0,250)5 8817то включается диод 34 и ЗЗ, ток проходит по цепи 18-34 и 33-19 попзаряжаяконденсатор 18 и 19 Таким образом, напряжение на нагрузке, практически, неподнимается больше чем 0,25 ОД что является очень важным пля многоячейковойсхемы инвертора,При включении очередной пары тиристоров другого моста, например 7 и 8 происходит аналогичный процесс протекания 0резонансного тока через нагрузку, Цепьтока 7-17-22-8 28-18-35-24. Сброс ре.активной энергии с дросселя 24 осуществляется в конденсаторы 19 и 26 через диод 30, Риоды 33 и 34 включают- зся при повышении напряжения на нагрузке и ограничивают его рост,Рля того, чтобы напряжение на конпенсаторах 19 и 18 чрезмерно не увеличивалось (а оно может увеличиться дою0,5 0 на кажпой эа счет уменьшениянапряжения на конденсаторах 25 и 26)включается через коммутирующие дроссели 27 и 28 дополнительный мост (мосты) параллельно конденсаторам 19 и 18, г 5При Включении тиристоров, например 11и 12 этого моста, ток протекает по цепи11-16-21-12 27-18-35-19-28. Сброс,реактивной энергии с аросселей 27 и 28происходит соответственно через диойы ЗО31 и 32 в конаенсаторы 26 и 28,Наиболее оптимальным режимом работы инвертора . будет режим одновременного включения пары тиристоров моста 3и 4 или 5 и 6 и пары тиристоров доцолнительного моста 11 и 12 или 13 и 14,что составляет один такт работы, В другой такт одновременно включается паратиристоров моста 7 и 8 или 9 и 10 ипара тиристоров дополнительного моста 4 О11 и 12 или 13 и 14, При таком поряйке работы тиристоров в нагрузке криваятока будет симметричной,Схема может работать в широком дианазоне изменения нагрузки (практически .45, от короткого замыкания по холостого,хопа), причем в многоячейковом исполнеении,что особенно важно аля получения высокой частоты в нагрузке, со стабилизацией напряжения на всех элементах схемы,50 Формула изобретенияАвтономный инвертор, содержащий йве цепочки, состоящие, каждая, иэ последо вательно соединенных тиристорной ячейки, коммутирующего дросселя, разделительно го конденсатора и дополнительного комму тирующего дросселя, и подключенные, первая, тиристорной ячейкой через дроссельфильтра к положительному входному выводу, соединенному с первой обкладкойпервого дополнительного конценсатора, авторая - тиристорной ячейкой через другой дроссель фильтра - к отрицательномувходному выводу, соеаиненному с первойобкладкой второго дополнительного конденсатора, причем к одному концу коммутирукяпего дросселя первой цепочки, соединенному с тиристорной ячейкой, подключен катод одного встречного диода, а кдругому концу - первый вьаодной выводк одному концу коммутирующего дросселявторой цепочки, соединенному с тиристорной ячейкой, подключен анод второговстречного йиода, а к другому его концуВторой Выходной ВЫВод О т л ич а ющ ийся тем, что, сцельюпо-.вышения найежности, он снабжен четырьмя дополнительными диодами и дополнительной идентичной тиристорной ячейкой,выполненной в виде моста с коммутирующим ЬС -контуром в диагонали и соединенной аноаной группой с дополнительнымкоммутирующим аросселем второй цепочкии через один иэ дополнительных диоповс анодной группой тиристорной ячейкипервой цепочки, дополнительный коммутирующий дроссель которой подключен к катоаной группе дополнительной ячейки и ккатоду второго дополнительного диоаа,соединенного анодом с анодом встречногодиода и с первой обкладкой второго дополнительного конденсатора, подключенноговторой своей обкладкой к точке соеаинения разделительного конаенсатора с аополнительным коммутирующим дросселем первой цепочки, причем указанная точка соединения подключена через третий дополнительный диод ко второму выходному выводу, а первый выходной вывод через четвертый дополнительный диод соединен с общей точкой разделительного конденсатораи дополнительного коммутирующего дросселя второй цепочки и со второй обкладкой первого дополнительного конденсатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 388716, кл. Н 02 М 5/42, 1969.2. Авторское свидетельство СССР3424284 кл. Н 02 М 5/42, 1971.3, Авторское свидетельство СССРМ 535695 кл" Н 02 М 7/515, 1973.4. Авторское свидетельство СССРИ 884414, кл. Н 02 М 7/515, 1975.на ор Составитепь И.Редактор Е. Папп Техред Т.Маточк4/5 илиад ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 6386/84 Тираж 730 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРг по дедам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушскан наб., н.