Последовательно-параллельный инвертор с синусоидальным выходным напряжением

ОП ИСАЙИ ЕизовеитвнияК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(53) УЦ К 621314, .572 (088.8) Опубликовано 28.02.83, Бюллетень Ю 8 Дата опубликования описания 28,02.83 ае делам кзааретекай и еткрытнй(72) Авторы изобретения Л. А. Латковскнй и Я, П. СтабулниекГ Физико-энергетический инс гнтут АН Латвийской ССР(54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР С СИНУСОИДАЛЬНЫМ ВЫХОДНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ 1Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может найти применение в установках повышенной частоты, предназначенных для питания потребителей налряжением синусондальной формы,Известен последовательно- параллельный инвертор, в котором включенную в диагонали переменного тока последавательную емкость и нагрузку шунтирует параллельная емкость 1 3. 3Данный инвертор характеризуется сравнительно большим коэффициентом гармоник выходного напряжения, что ограничивает облюст его ипользвия.Известны преобразователи с синусоидальным выходным напряжением, состомщие из инвертора и электрического фильтра ра, включенного между инвертором и нагрузкой 1.2 120Недостатком известных схем является то, что подключение фильтра к выходу инвертора значительно ухудшает его статические и динамические характеристи 2ки, а также массогабаритные показатели преобразовательной установки в целом.Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности последовательный ннвертор, содержащий тиристорный мост, реактивные коммутирующие, элементы и реактивные фильтрующне элементы. Ь таком инверторе для увеличения коммутационной способности при малых нагрузках, т,е. в режимах, близких к холостому ходу, включенные в диагонали перемен ного тока последовательная емкость и нагрузка шунтированы резонансной цепью, состояшей из последовательно соединенных конденсатора и индуктивности, наст роенной на частоту второй гармоники выходного напряжения 3 1 .Однако наличие такой цепочки фнльъруюших элементов снижает динамические характеристики преобразователя и ухудшает его массогабарнтные показатели. Дель изобретения улучшение динами- ческих характеристик, упрошенйе конст388 4Поочередным отпиранием тиристоро;:;1, 4 и 2, 3 к диагонали переменного тока прикладывается напряжение прямоугольной формы и в ней протекает ток, содержащий как основную, так н высшие нечет ные гармоники. Токи высших гармоник протекают в основном через резонансную цепь 12, благодаря чему значительно уменьшается их состав в токе нагруз:ки, и на нагрузке формируется напряжесйе с формой, близкой синусоидальной.Кроме того, резонансная цепь 12 совмест но с коммутирующей индуктивностью 11 образуют колебательный контур, обеспе чимющий коммутацию тиристоров 1 - 4 в режимах работы инвертора при малых нагрузках и на холостом ходу.Последомтельно-параллельный инвертор с сннусоидальным выходным напряженнем может быть выполнен также по полумоотовой схеме с входным емкостным делителем, по многофаэным схемам и по схемам с обратными диодами, шунтирующими тнристоры, и без ннх. 7 фПоследовательно-параллельный инвертор (фиг. 1) содержит тиристоры 1 - 4, соединенные по однофазной мостовой схе,ме и шуитиромнные обратными диодами 5 - 8. В диагонали переменного тока моста включена цепь, состоящая иэ поо фф ледовательно робднненных последователь ной емкости9, нагрузки 10 и коммутирующей индуктивности 11, Резонансная цепь 12 шунтирует последовательную емкость 9 и нагрузку 10 и состоит из фф й ветвей, представляющих собой после домтельное соединение емкостей 13 и индуктивностей 14, Каждая иэ О ветвей резонансной цеди 12 настроена в резонанс на частоту одной иэ нечетных выо- М ших гармоник рабочей частоты инвертора, например третью пятую, седьмую и т.д.Инвертор работает следующим образом. Э 1001рукаии и улучшение массогабаритных покаэат елей.Поставленная цель достигается тем,что в последовательно-параллельном инверторе, содержащем тиристорный мости реактивные коммутирующие и фильтру 1 О"шие элементы, в качестве последовательного элемента фильтра использомн коммутируюший дроссель инвертора, коммутирующий параллельный конденсатор раз д,делен на о частей, связанных параллельно, и последовательно с каждой частьювключена индуктивность, причем одинконец полученных таким образом.парваельных ветвей присоединен к точкесоединения, коммутирующего дросселя спервым выходным выводом, щзугой электри-,чески связан с последовательным конденсатором ннвертора, а каждаяизветвейнастроена на частоту одной из высших нечетных гармоник частоты выходного нала.пряжения инвертора,Другой конец этих ветвей может бытьподключен к точке соединения последовательного коммутирующего конденсатора длибо с выводом переменного тока моста,либо со вторым выходным выводом.На фиг. 1 изображена принпипиальнаясхема последовательно-параллельногоинвертора с сннусоидальным выходнымнапряжением в однофазном исполненнипо мостовой схеме; на фиг, 2 - вариантисполнения по полумостовой схеме с разделенной последовательной емкостью;на.фиг. 3 - мриант исполнения последомтельно-параллельного инвертора ссинусоидальным выходным напряжением,в котором резонансная цепь подключенанепосредственно параллельно нагрузке. В качестве примера на фиг. 2 изображена схема инверторапо однофазной полумостовой схеме, в которой в качестве входного емкостного делителя исполь зована носледомтельная емкость 9, разделенная на две равные части. В этом случае резонансная цепь 12 также разделяется на две части, которые одним конном присоединены к точке соединения нагрузки 10 и коммутирующей индуктив ности 11, а других - к зажимам "плюс и минус источника питания соответственно.Последовательно-параллельный ннвертор на фиг. 3 содержит тнрнсторы 1-4, соединенные по однофазной мостовой схеме и шунтщкищние диодами 5-8. В диагонали переменного тока моста вклкъчена цепь, состоящая иэ последовательно соединенных последовательной емкости 9, нагрузки 10 и коммутирующей нндуктнвности 11. В отличие от схемы на фиг. 1, здесь резонансная цепь 12, сос.тоящая иэ м ветвейпредставляющих собой последовательное соединение емкостей 13 и индуктивностей 14, подключена непосредственно параллельно нагрузке 10. Каждая иэ О ветвей реэонаноиой цепи 12 настроенав резонанс ю частоту одной иэ нечетных высших гармоник рабочей частоты инвертора, например третью, пятую, седьмую и т,д.Инвертор по фиг. 3 работает следуопим образом.ф 1001Поочередным отпиранием тиристоров 1, 4 и 2, 3 и диагонали переменного тока моста прикладывается напряжение ,. прямоугоньной формы и в ней протекает ток, содержащий как основную, так и ;высшие нечетные гармоники. Тони высшнх гармоник протекают в основном через резонансную цепь 12, благодаря ,чему значительно уменьшается их соотав и токе нагрузки, и на нагрузке 10 10 формируется напряжение с формой, близкой синусоидальной. Кроме того, реэонаноная цепь 12 совместно с коммутирующей индуктивностью 11 образуют колебательный контур, обеспечивающий коммутапию м тнрнсторов 1-4 в режимах работы инвертора прн малых нагрузках и на холостом ходу.Последовательно ааралледьный инвертор с аинусоидальным.выходным напря- рр жением, в котором резонансная цель шунтирует нагрузку, может быть выполнен также по цолумостовой схеме, по многофазным н по схемам с обратными диодами, шунтирующнми тиристоры, и без ннхеПредлагаемые последовательно-параллельные инверторы с синусоидальным выходным напряжением, поэвоипот улучшить форму выходного напряжения без применения дополнительных фильтров, что улучшает их массогабарнтные и энергетическне показатели и расширяет диапазон их применения,388 Фменты, о т л и ч а ю щ и й с,я тем,что, с целью улучшения статических идинамических характеристик и улучшениямассогабаритных показателей, в качестве последовательного элемента фильтраиспользован коммутирующий дроссельинвертора, коммутирующий параллельный конденсатор разделен начастей,связанных параллельно, и последовательно с каждой частью включена индуктивность, причем один конец полученныхтаким образом й параллельных ветввй при"соепинен к точке соеданеиня коммутнрувщего дросселя с первым выходным выводом,другой связан с последоватеьвым конденсатором инвертора, а каждая иэ й ветвей настроена на частоту одной нз нечет-:.ных гармоник частоты выходного напряжения инвертора.2. Инвертор по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что другой конец уцомя 1 нутых г параллельных ветвей поцкаоченк точке соединения последовательногокоммутирующего конденсатора с выводаапеременного тока тиристорного моста.3. Инвертор по п. 1 о т л и ч а ющ и й с я тем, что другой конец упомя .;нутых г параллельных ветвей подключенк точке соединения последовательногокоммутирующего конденсатора с вторымвыходным выводом,Источники информацив,принятые во, внимание при экспертизеФормула изобретения 1. Последовательно-параллельный янвертор с синусоидальным выходным напряженнем, содержащий тиристорный мост, реактивные коммутирующие элементы и реактивные фильтруюшне элефф 1, И, М, Чиженко, Основы преобразовательной техники. М. фВысшая акойаф,1974, с. 227, р. 262 е2, Б. Берфорд. Р. Хофт, Теорвя автономных инверторов, Х. Энергияф 1969, с. 217, р. 7 5,3. Патент США Ж 3487289,кл. Н 02 М 7/ОО, 1969./70 . Тираж 685ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений и откр 035, Москва, Ж, Раушская б., д. 4/5 ПП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 1439 Подписномитета СССР