Резонансный последовательно-параллельный инвертор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик862339(51) М, Кл. Н 02 М 7/515 Гюсударстееиимй комитет Опубликовано 07,09.81, Бюллетень 33Лата опубликования описания 17.09,81пю делам изюбретеиий и открытийИзобретение относится к области преобразовательной техники и может быть применено при разработке источников питания для электротермических установок,Известна схема последовательно-параллельного инвертора тока 1, которая работает в режимс непрерывного входного тока.Однако последовательно-параллельный инвертор имеет ряд недостатков, таких как: высокая скорост нарастания анодного тока в момент включения вентилей, существенная зависимость параметров загрузки вен О тилей от коэффициента нагрузки, что приводит к ограничению диапазона изменения эквивалентного сопротивления нагрузки как в сторону уменьшения, так и увеличения. Первый недостаток устраняется при переводе инвертора в колебательный режим с пре рывистым входным током путем уменьшения входного дросселя. Однако при этом возрастает уровень переменной составляющей во входном токе, поэтому на входе необходимо устанавливать заградительный 1.С-фильтр. Второй недостаток характерен и для последовательно-параллельного инвертора, работающего в колебательном режиме. Наиболее близким техническим решением является инвертор, содержащий подключенный ко входным выводам через фильтровые дроссели две последовательные цепочки, состоящие каждая из фильтрового конденсатора и коммутирующего дросселя, и вентильный мост, в диагональ переменного тока которого включено два коммутирующих конденсатора, соединенных через дополнительный коммутирующий дроссель, включенный в диагональ переменного тока моста встречных вентилей, соединенного анодной группой с общей точкой конденсатора и дросселя первой последовательной цепочки, конденсатор которой подключен к анодной группе вентильного моста 121.В этой схеме нагрузка вынесена из моста инвертора и включена последовательно с фильтровым конденсатором, что позволяет удвоить выходную частоту по отношению к частоте работы прямых вентилей. При этом высокочастотная составляющая тока моста инвертора замыкается через нагрузку и фильтровой конденсатор, а сброс избыточной реактивной энергии, накопленной в коммутирующих дросселях, осуществляется на= 0 251.9 101 Ы,дополнительный конденсатор, энергия которого не используется для формирования импульса тока через вентильный мост, что ведет к недостаточно эффективному использованию фильтровых конденсаторов. Кроме того, при резко переменном характере нагрузки схема является недостаточно надежной.Целью изобретения является повышение надежности за счет обеспечения устойчивой коммутации вентилей и повышение эффективности использования оборудования. Для достижения поставленной цели винверторе 2 анодная группа вентильногомоста подключена к дросселю второй цепочки, а его катодная группа - к дросселю пер 5вой и конденсатору второй цепочек, причемточка соединения конденсатора с дросселемвторой цепочки соединена с катодной группой моста встречных вентилей, а дополнительный коммутируюший дроссель выполненв виде двух обмоток, соединенных последовательно с выходными выводами,Кроме того, с целью расширения функциональных возможностей при использовании выходного трансформатора он снабжендополнительным конденсатором и обратным 25вентильным мостом, а фильтровые дросселивыполнены с отпайками, подключенными кобкладкам дополнительного конденсатора ик выводам постоянного тока обратного вентильного моста в диагональ переменного то 130ка которого включена первичная обмоткавыходного трансформатора, выполненная сотпайками, подключенными к выходным выводам.На фиг. 1 и 2 представлен предлагаемыйинвертор. 35Инвертор содержит вентильный мост, собранный на тиристорах 1 - 4, подключенныйчерез филътровые дроссели 5, 6 к входнымзажимам. Параллельно вентильному мостувключены последовательные цепочки, состоящие из фильтровых конденсаторов 7, 8 и коммутируюших дросселей 9, 10, Выводы переменного тока вентильного моста подключенык выходным выводам через цепочки, состояшие из коммутирующих конденсаторов 11,12 и дополнительного коммутирующего дросселя, состоящего из двух обмоток 13, 14.К общим выводам коммутируюших конденсаторов и обмоток коммутируюшего дросселя подключена диагональ переменного тока моста встречных вентилей на диодах15 - 18. К выходным выводам может бытьподключен нагрузочный контур, состоящийиз индуктора 19 и компенсирующего конденсатора 20, либо непосредственно, либо через выходной трансформатор 21, к отпайкамкоторого подключена диагональ переменноготока обратного вентильного моста на диодах 5522 - 25. Зажимы постоянного тока моста обратных вентилей подключены к обкладкамдополнительного конденсатора 26. Схема инвертора работает следующим образом.При отпирании вентилей 1, 2 импульс тока, близкий к синусоидальном, протекает поГконтурам: 7 - 9 - 1 - 11 - 1314 - 12 - 2 - 71920и 8 - 1 - 11 - 13 14 - 12 - 2 - 10 - 8. Ток фильтровых конденсаторов суммируется в диагонали моста инвертора, следовательно, и в нагрузке. Выбор индуктивности дроссе- лей исключает протекание тока по контурам:913 - 15 - 9 - 8 - 16 - 14 13 и 13 - 15 - 7 -1 о гаГ- 10 - 16 - 14 13 при включении вентилейду1,2, Во второй половине импульса тока, когда напряжение на коммутирующих дросселях 9, 10, 13, 14 принимает полярность, указанную на фиг. 1 и 2, и сумма этих напряжений превосходит напряжение на фильтров ых конденсаторах 7, 8, открываются встречные вентили 15, 16 и протекает ток сброса избыточной реактивной энергии, накопленной в коммутирующиХ дросселях по19контурам: 14 - 17 - 9 - 8 - 18 - 13 114 и 14 -19 ВГ - 17- 7 - 10 - 18 - 13 14. С этого моментаИ прекращается перезаряд конденсаторов 11, 12, а ток сброса протекает по нагрузке в том же направлении, что и ток моста инвертора.Во втором такте открываются вентили 3, 4 и ток протекает вначале по контурам:И8 - 3 - 12 - 14 13 - 11 4 10 - 8 и 7 - 9 -19- 3 в 1 2 в 1 4 1 3 в 1 1 4 7, а затем по ко н, 4 Чтурам: 13 - 15 - 9 - 8 - 16 - 14 - 13 и 13 -Ео15 - 7 - 10 - 16 - 14 13.2 РЗа два такта работы инвертора формируется полный период выходного тока. Напряжение на коммутируюших конденсаторах, даже при коротком замыкании нагрузки ограничивается на уровне, равном питающему напряжению. Для ограничения выходного напряжения при возрастании эквивалентного сопротивления нагрузки в инверторе осуществляется рекуперация в источник питания избыточной энергии, накопленной в нагрузочном контуре посредством вентилей обратного моста. В случае применения выходного трансформатора путем регулирования отпайки первичной обмотки возможно ограничение выходного напряжения на любом заданном уровне. При этом ток рекуперации протекает по следующим контурам (см. фиг. 2): 21 - 23 - 26 - 22 - 21 и 21 - 24 - 26 - 25 - 21.Таким образом, инвертор может работать в широком диапазоне изменения эквивалентного сопротивления нагрузки (от 0 до ). Наряду с этим стабилизируются параметры загрузки оборудования, что позволяет существенно повысить эффективность его использования при работе инвертора на резко переменную нагрузку. 1 ОФормула изобретения1. Резонансный последовательно-парал 15 дельный инвертор, содержащий подключенные ко входным выводам через фильтровые дроссели две последовательные цепочки, состоящие каждая из фильтрового конденсатора и коммутирующего дросселя, и вентильный мост, в диагональ переменного то- гр ка которого включено два коммутирующих конденсатора, соединенных через дополнительный коммутирующий дроссель, включенный в диагональ переменного тока моста встречных вентилей, соединенного анодной группой с общей точкой конденсатора идросселя первой последовательной цепочки, конденсатор которой подключен к анодной группе вентильного мосте, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет обеспечения устойчивости коммутации ьвентилей и повышения эффективности использования оборудования, анодная группа вентильного моста подключена к дросселю второй цепочки, а его катодная группа - к дросселю первой и конденсатору второй цепочек, причем точка соединения конденсатора с дросселем второй цепочки соединена с катодной группой моста встречных вентилей, а дополнительный коммутирующий дроссель выполнен в виде двух обмоток, соединенных последовательно с выходными выводами.2. Инвертор, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при использовании выходного трансформатора, он снабжен дополнительным конденсатором и обратным вентильным мостом, а фильтровые дроссели выполнены с отпайками, подключенными к обкладкам дополнительного конденсатора и к выводам постоянного тока обратного вентиль- ного моста, в диагональ переменного тока которого включена первичная обмотка выходного трансформатора, выполненная с атпайками, подключенными к выходным выводам,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Беркович Е. И. и др. Тиристорные преобразователи высокой частоты. М., Энергия, 1973, рис. 3 - 5.2. Авторское свидетельство СССР по заявке2730527/07, кл. Н 02 М 7/515, 21.02.79.. Демчик Корректор МПодписноеета СССРрытийна 6., д. 4/5Проектная, 4