Последовательный инвертор

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскипСоциапнсткческипРеспублик н,93054до делам нэабретеннй н открытий.Изобретение зовательной те зоваться, напр Однако при работе данного инверора в моменты выключения обратных ентилей на них возникают пики напря. дук х пл жения, способныетилей, что вынужд дыижающ нтиль з еи эти пики. тных цепочек ает ее надеж аличие четырех ложняет схему с т овьппение наь ретени 10 ти. это Для и цели ед ательньинвертор, содержащий связанныевходными выводами через дроссел фил а в Р д состоящие, к но-параллель ричем точк аждой цепо чена к соответи твующему выходному выводу, а т коммутирующие дроссели и коммут дцие конденсаторы, при этом точ соединения подключенных к Одноим ному входному выводу ф 11 ьтровых с РУ относится к преобранике и может иепольмер, для питания инильных печей. Поосновному авт. св. Р 797027известен последовательный инвертор,содержащий связанные с входными выводами через дроссели фильтра двепоследовательные цепочки, состоящие каждая из двух пар встречно-параллельно. соединенных вентилей, причем точка соединения пар вентилейкаждой цепочки подключена к соответствующему выходному выводу, а такжекоммутирующие дроссели и коммутиру-.ккцие конденсаторы, при этом точкисоединения подключенных к одноименному входному выводу фильтровых дросселей с последовательными цепочками связаны между собой через соответствующие послецовательно соединенные коммутирующий дроссель и коммутиру 1 щий конденсатор 111,вызвать пробои венает шунтировать кажной КС-цепочкой, сни едовательные цепочки,аждая из двух пар встречо соединенных вентилей,соединения пар вентилей93054селей с последовательными цепочкамиЬсвл э аны между собой через соответствующие последовательно соединенныекоммутирующий дроссель и коммутирующий конденсатор, снабжен двумя защитными К "цепочками, каждая из которых подключена к выводам двух парвстречно-параллельно соединенныхвентилей, другие выводы которых соединены между собой. ОНа Фиг.1 изображена принципиальная электрическая схема инверторана Фиг. 2 (а-г) - временные диаграммы токов вентилей пар и напряженийна них. 15Последовательный инвертор содержит четыре пары встречно-параллельносоединенных вентилей 1 и 2, 3 и 4,5 и 6, 7 и 8, дроссели фильтра 9-12,коммутирущцие конденсаторы 13 и 14, 2)коммутирующие дроссели 15, 16, нагрузку 1 и две защитные ЙС-цепочки: резистор 18 - конденсатор 19 ирезистор 20 - конденсатор 21.Вентильные пары объединены в це"почки по две пары в каждой 1 и 27 и 8, а также 5 и 6 - 3 и 4, каждаяцепочка через дроссели Фильтра 9и 1 О, 11 и 12 подключена к полюсамисточника питания, нагрузка 17 подключена между общими точками вентильных пар, а последовательные колеба-тельные контуры, образованные конденсатором 13 - дросселем 15 и конденсатором 14 - дросселем 16 включены33междувыводами двух Фильтрующих дросселей, другими выводами связаннымис одним выводом источника питания,Первая защитйая КС-цепочка (18-19)подключена к выводам последователь 40ной цепочки, состоящей из вентильныхпар 1 и 2 - 7 и 8, а вторая (20-21)к выводам последовательной цепочкииэ вентипьных пар 5 и 6 - 3 и 4.Ынвертор работает следующим об"43разом.Управляющие импульсы поступаютпоочередно сначала на вентипи 1 и 3,а потом на вентили 5 и 7, что приводит к формированию соответственноположительной и отрицательной полуволн тока нагрузки 17. Величина индуктивности дросселей 9-12 выбранадостаточно большой, поэтому инверторработает в режиме непрерывного входного тока, т.е. ток в Фильтрующихдросселях близок к постоянному,На фиг. 2 а приведен график токавентильных пар 1-2 и 3-4, на фиг.2 б4график токавентильных пар 5-6 и 7-8, на Фиг. 2 в,г - график напряжения и соответственно на вентипьных парах 4-2, 3-4, и 6-5, 7-8 в уста 1новившемся режиме работы инвертора.На графиках (фиг. 2) показано, что в момент Со, когда ток фильтрующий дроссель проходит через управляемые вентили 5 и 7; включаются управляемые вентили 1 и 3. Конденсато" ры 13 и 14, предварительно заряженные током дросселей 9 и 12 напряжением полярности, показанной на схеме, перезаряжаются, первый - по контуру конденсатор 13 - дроссель 15 - вентиль 1- нагрузка 17 вентиль 5 - конденсатор 13, второй - по контуру конденсатор 14 - дроссель 16 - тиристор 7 - нагрузка 17 - вентиль 3 - конденсатор 14, В момент 1, когда токи в вентильиых парах 5-6 и 7-8 переходят через нуль, вентили 5 и 7 выключаются и вплоть до момента Фпротекает обратная полуволна тока через вентили 6 и 8, к прямым вентипям 5 и 7 вплоть до момента 1 прикладывается напряжение, равное алгебраической сумме мгновенных значений напряжений на соответствующем коммутирующем контуре и нагрузке (Фиг.2 в) 17. В интервале времени 1 д-С через вентили 1 и 3 протекает ток дросселей 9 и 12, а ток дросселей 11 и О заряжает конденсаторы 13 и 4 напряжением обратной. полярности. В момент С поступает управляющий .импульс по вентилям 5 и 7, после чего происходит процесс формирования второй полуволны тока нагрузки, вследствие симметрии схемы аналогичной процессу фор-. мирования первой .полуволны, При этом в момент С прямые вентили 1 и 3 выключаются й в течение времени проводят обратные вентили 2 и 4. Начиная с момента 16, вновь включаются вентили 1;и 3, и процессы в схеме повторяются.Как видно из графиков (фиг. 2 в и Фиг. 2 г), в моменты выключения обратных вентилей йи й к соответствуцщим прямым вентилям прикладываются импульсы напряжения с высокой скоростью нарастания.Кроме того вследствие немгновенности выКлючения, свойственной реальным полупроводниковым вентипям - диодам и тиристорам - в момент ныключения обратного вентипя ток в нем еще некоторое время протекает в обратномнаправлении, а после рассасывания иэ полупроводниковой структуры накопленных носителей заряда - резко спадает до нуля, что приводит к возникновению ЭДС самоиндукциив коммути рующих дросселях 15 и 16 и прикладыванию к прямым вентилям пиков перенапряжений (см, пунктир на Фиг. 2), способных провести к пробою венткпей. Для исключения такой воэможности в 1 О известных устройствах прибегают к шунтированию каждого венти я защитной ЙС-цепочкой. В данной схеме защитные цепочки подключены не параллельно каж" дому вентилю, а к выводам двух пар 5 встречно-параллельно соединенных вентилей, другие выводы которых соединенымежду собой, т.е. к выводам вентилей 1-2 и 7-8 - цепочка (резистор 18, конденсатор 19), а к выводам вен типей 5-б и 3-4 - цепочка (резистор, 20, конденсатор 21).Специфической особенностью данного инвертора является то, что в любой момент времени одна из указанных 25 пар (верхняя либо нижняя по схеме) . находится в проводящем состоянии, что. хорошо видно и из графиков (фиг. 2), Поэтому защитные ВС-цепочки всегда оказываются подключенными через проводящую пару вентилей к непроводящей и эффективно демпфируют перенапряжение, возникающие на последней при выкпцчении ее обратного вентиля. Например, в момент й защитная цепочка (резистор 18, конденсатор 19) ограничивает амп итуду и скорость нарастания напряжения на вентилях 1-2, а защитная цепочка (резистор 20, конденсатор 21) - на вентилях 2-4, поскольку в этот момент вентили 5 и 7 включены.Использование предложенной схемы позволяет вдвое сократить количество защитных РС"цепочек; что упрощает конструкцию преобразователя и повышает его надежность.В связи .с заменой четырех цепочек двумя упрощается система охлаждения резисторов, что также повышает надежность устройства.Формула изобретенияПоследовательный инвертор по авт.св. У 797027,о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежности, он снабжен двумя защитнымиЙС-цепочками, каждая из которых подключена к выводам двух пар встречнопараллельно соединенных вентилей,другие выводы которых соединены между собой.Источники информациипринятые во внимание.при.экспертизе1. Авторское свидетельство СССР .Р 797027,. кл. Н 02 И 7/515, 1978.930541 1Фю НИИПИ Заказ 3490/76 ираж 719 Подписное илиал ППП ПатентУжгород,ул.Проектная,