Автономный инвертор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2 М 7/51 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ(72) И, Н. Таназлы, И. Р. Исхаков, В. Б. Ганеев и А. К. Белкин (71) Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе(56) 1. Авторское свидетельство СССР693521, кл. Н 02 М 7/515, 1972,2, Дубровин М. А, Мостовые преобра зователи с насышающимися реакторами, Саратов, 1979, с. 11, 12.3. Авторское свидетельство СССР Ж 729785, кл. Н 02 М 7/515, 1977.4. Евсеев Ю. АДерменжи П. Г, Силовые полупроводниковые приборы. М Энергия",1981, с. 259.5. Авторское свидетельство СССР Ж 587578, кл. Н 02 М 7/515, 1975. (54) (57) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали, ком: мутируюший дроссель, первичная обмотка. , которого соединена последовательно с мостом, а вторичная - с катодом диода,ЯО 1032568 анод которого подключен к общей точкесоединения нагрузки, катодной группы тиристоров моста и одного из полюсов источника питания, другим полюсом источник питания связан с входным дросселем,а нагрузка соединена последовательно сразделительным конденсатором, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности путем снижениякоммутационных потерь за счет уменьшения скорости спада тоха тиристоров и тока в открытом состоянии перед началомпроцесса выключения, введен дроссельнасыщения, первичная обмотка котороговыполнена из двух последовательно ивстречно соединенных полуобмоток, концы которых подключены к разделительному конденсатору, а начала - соответственно к первичной обмотке коммутируюшего дросселя и к входному дросселю,причем вторичная обмотка дросселя насыщения концом подключена к вторичнойобмотке коммутирующего дросселя, аначалом - к обшей точке соединения разделительного конденсатора и концов первичной обмотки дросселя насыщения,1 10325Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти широкоеприменение в технике инпукционного нагрева и пла,вки метадлов,Известен последовательный инвертор,сопержаший пва послвповательно соепиненньхх конпенсатора фильтра, поцключенныхК выхопам пля источника питания, преобразовательные ячейки, соцвржашие каж-дая пва тиристора послеповатвльно соепиненных через первичные обмотки двухкоммутирующих насыщаюшихся просселей,коммутирующие конденсаторы, опии изобклапок которых подключены к общимточкам послеповатвльного соепинения ука 15занных первичных обмоток, а пругие обклапки подключены к опному из вывоповопервичной обмотки выхопного трансформатора, другой вывод которой попсоепиненк обшей точке соединения конденсаторов 20фильтра, причем кажпый иэ коммутируюших цросселей сопержит вторичнуюобмотку, подключенную одним выводом кодному из выводов пдя источника питания, а другой вывод кажпой иэ вторичных 25обмоток через диод подключен к обшейточке соепинения коммутирующих конпенсаторов с первичной обмоткой выхопноготрансформатора1и 2.Данная схема обеспечивает затягивание тока тиристоров при их включении,но не обеспечивает снижение скороститока при спаде, В то время, как уменьшение скорости спада прямого тока привопит к снижению величины остаточныхзаряпов, а слеповательно, и к уменьшению коммутационных потерь при выключении, изменению величины обратноготока и его формы; а также уменьшениювеличины обратного напряжения на тирис- А 0торе.Известен автономный последовательный инвертор, сопержащий по крайней мере пве преобразовательные ячейки, кажпая иэ которых имеет фильтровый проссель и вентильную пару, образованную встречно-параллольно соепиненными тиристором и пиопом, первый вывоп обмотки кажпого фильтрового просселя соепинен с вхопным вывопом, а второй связан с соответствующей вентильной парой и через коммутирующий контур - с выходным вывопом, пвухобмоточные насышаюшиеся проссели по числу ячеек, причем в кажпой ячейке опна из обмоток просселя 55 включена посдеповательно с вентильной парой, а другая - послеповатвльно в цепь коммутирующего контура ,33 и 4 . 68 2Указанное схемное решение обеспечивает снижение скорости нарастания испапа тока тиристоров, причем по амллитупе величина тока при включении и перец выключением практически опинакова,что вызывает пополнительные коммутационные потери. Следует также заметить,что время выключения тиристора зависитот тока в открытом состоянии перец началом процесса выключения и от скоростиспапа, а так как этот ток равен величинетока при включении, то время выключениязатягивается, ограничивая частотныйдиапазон работы инвертора.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является автономный инвертор, сопержаший тиристорныймост с коммутирующим конденсатором вдиагонали, коммутирующий проссель, первичная обмотка которого соединена послеповательно с мостом, а вторичнаяс катодом пиопа, анод которого подключенк общей точке соединения нагрузки, катонной группы тиристоров моста и опногоиз полюсов источника питания, пругим полюсом источник питания связан с вхопнымпросселем, а нагрузка соединена послеповательно с разпелительным конпенсатором,другая обклапка которого с вхопным просселем и вторичной обмоткой коммутирувшего просселя образует общую точку 5 ,К недостаткам известной схемы инвертора слепует отнести пониженную напежность работы и повышенные коммутационные потери, вызванные высокой скоростьюнарастания и спапа тока тиристоров.Пель изобретения - повышение напежности путем снижения коммутационных потерь за счет уменьшения скорости спапатока тиристоров и тока в открытом состоянии перец началом процесса выключения,3 Поставленная цель постигается тем, что в схему автономного инвертора, сопержашего тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали, ком мутируюший проссель, первичная обмотка которого соединена послеповатвльно с мостом, а вторичная - с катопом пиопа, аноп которого попключен к обшей точке соепинения нагрузки, катопной группы тиристоров моста и опного иэ полюсов источника питания, пругим полюсом источник питания связан с входным просселем, а нагрузка соепинена послеповатвльно с разпелительным конпенсатором, ввепен проссель насыщения, первичная обмотка которого выполнена из двух по 3 10325следовательно и встречно соединенныхполуобмоток, концы которых попключенык разделительному конпенсатору, а начала - соответственно к первичной обмоъке коммутирующего дросселя и к входному 5дросселю, причем вторичная обмоткааросселя насыщения концом попключена квторичной обмотке коммутирующего дрооселя, а началом - к обшей точке соединения разделительного конденсатора и 1 Оконцов первичной обмотки дросселя насы-.щения,На фиг, 1 привеаена принципиальнаяэлектрическая схема прецлагаемого инввртора; на фиг. 2 и 3 - диаграммы вгоработы.Автономный инвертор содержит тиристорный мост 1 (тиристоры 2 - 5)с коммутирующим конденсатором 6 вдиагонали, коммутирующий ароссель 7, 2 Опервичная обмотка 8 которого соециненапоследовательно с мостом 1, а вторичнаяобмотка 9 - с катоцом циода 10, анодкоторого подключен к обшей. точке соединения нагрузки 11, катопной группытиристоров 4 и 5 моста 1 и одного изполюсов источника 12 питания, другимполюсом источник 12 питания связан свхоцным просселем 13, а нагрузка 11соединена послеаоватедьно с разпелитель- Зным конпенсатором 14, цроссель 15 насыщения, первичная обмотка котороговыполнена иэ авух последовательно ивстречно соединенных полуобмоток 16и 17, концы которых подключены к раз 35аелительному конпенсатору 14, а начала - соответственно к первичной обмотке 8 коммутирующего дросселя 7 и квхопному аросселю 13, причем вторичнаяобмотка 18 дросселя насыщения 15 кон40цом подключена к вторичной обмотке 9коммутирующего дросселя 7, а началомк обшей точке соепинения разаелительногоконденсатора 14 и концов первичной обмостки 16 и 17 дросселя 15 насщения. 45Автономный инвертор в кваэиустановившемся режиме работает следующимобразом.Разделительный конденсатор 14 нормально заряжен через вхоцной црос 5сель 13, полуобмотку 17 дросселя 15насьпцения и нагрузку 11 цо напряженияисточника 12 питания,Пусть коммутирующий конценсатор 6имеет полярность напряжения, указанную55на фиг, 1.При включении очередных тиристоров 2 и 4 начинается колебатедьный процесс первзаряда коммутирующего кон 68 4двнсатора 6 по цепи разцелительный конденсатор 14 - полуобмотка 16 цросселя 15 насыщения - первичная обмотка 8коммутирующего дросселя 7 - тиристор 2 коммутирующий конценсатор 6 - тиристор 4 - нагрузка 11 - разделительныйконценсатор 14,Перец включением тиристоров 2 и,4 через обмотку 17 цросселя 15 насыщенияпротекает входной ток Э , созцающийИДСЗд, %/ (где Ф - число витков полуобмотки 17) отрицательного направления.В момент включения тиристоров 2 и 4рабочая точка по характеристике В(Н)(фиг. 2) занимает положение О, По мереувеличения тока тиристоров 2 и 4 - 1растет МЫС полуобмотки 16 проссеКля 15 насыщения и в точке 19 (фиг. 2)наступит равенство (промежуток времениОна фиг. 3):Э к(0 ф Ь - 3 17 (1)гае 3- ток тиристоров на участкеперемагничивания;- входной ток инвертора;В - число витков подуобмотки 1616просселя 15 насыщения;%, - число витков полуобмотки 17просселя 15 насыщения,При дальнейшем увеличении тоха ти"ристоров 2 и 4 -,%6 )Э,Ю,и Н результат становится больше нуля,Это соответствует перемещению точки нахарактеристике В(Н) (фиг. 2) из положения 19 в положение 20.1 огда 1 кю ь дф 11ф 16 (2)К Ь а 11 К 16гае 1,велйчина тока коэрцйтивной си-лы дросселя 15 насыщения по полуобмотке 16, точка на характеристике В (Н)займет положение 20. С этого моментаначнется основное перемагничивание, которое буцет продолжаться до твх пор,пока рабочая точка перемещается изподожвния 20 в положение 21 (фиг. 2).Это время перемещения То:1 - Е 2 (фиг. 3),когца 3. /Ю=О и дроссвль насьпцения в1 Кэтот промежуток времени обладает большим индуктивным сопротивлением,Время перемагничивания Гп определяется из выражения 43,"и- цРгде % - число витков дросселя насыщения; 5 - плошадь сечения сердечника; д 8 - общее изменение индукции; О - напряжение на обмотке цроссвля насыщения., Пилил да Подписное 17/58 Тираж 687 ВНИИПИ Государственного комитетпо делам изобретений и открыт 035, МоскваЖ, Раушская наб ад 5 У 5 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная