Самоуправляемый автономный инвертор напряжения

режиме холостого хода и снижениеКПД,Проявление указанных недостатковсокращено в автономном инверторе Я ,содержащем вентильный мост, каждоеплечо которого состоит из тиристораи диода, соединенных встречно-параллельно, коммутирующую 1 С-цепь, демпФирующую РС-цепочку и выходной транс-,ОФорматор, выполненный с дополнитель-.ной обмоткой, подключенные к диагона ли переменного тока, конденсаторфильтра, подключенный к диагоналипостоянного тока, блок управления,включающий первый и второй Формирователи импульсов с трансформаторамиуправления, кроме этого он содержитконденсатор, зашунтированный двумявстречно-параллельно включенными цепочками, содержащими каждая последовательно соединенные дикистор, диоди первичную обмотку импульсноготрансформатора, вторичные обмотки которого подключены к управляющим выводам диагональных тиристоров инвертора, подключенный к дополнительнойобмотке указанного выходного трансформатора через резистор. Благодаряэтому обеспечивается формирование 3 Оимпульсов тока с заданной задержкойпо отношению к моменту окончания импульсов напряжения на выходе инверт 1 ра. В результате этого ограничив,1 ется зависимость напряжения на выходе от нагрузки, Однако наличиезадержки формирования импульсов тока задающим генератором сохраняетзависимость напряжения на выхоае инвертора от нагрузки и обуславливает уве 4 Оличение установленной мощности, контура коммутации и потерь энергии врежиме холостого хода,Кроме этого величина задержкиимпульсов тока зависит от напряженияпитания, что обуславливает дополнительное уменьшение эффективного значения выходного напряжения.Целью изобретения является уменьшение установленной мощности и повышение КПД инвертора.С указанной целью самоуправляемый автономный инвертор напряжения,содержащий вентильный мост, каждоеплечо которого состоит из тиристораи диода, соединенных встречно-парал: лельно, подключенные к диагоналипеременного тока моста коммутирующая ЕС-цепь, демпфирующая КС-цепочка и первичная обмотка выходного трансформатора, выполненного с дополнительной обмоткой, а к диагонали . постоянного тока подключен конденсатор фильтра, и блок управления, состоящий из первого и второго Формирователей импульсов тока с трансформаторами управления, дополнительно снабжен блоком гальванической развязки, выпрямителем и зарядным блоком, а каждый из формирователей импульсов снабжен тиристором, накопительным конденсатором и ограничительным реактором, соединенными последовательно с первичными обмотками трансформаторов управления, вторичные обмотки которых подключены к управляющим выводам диагональных тиристоров инвертора, при этом управляющие вывод тиристоров Формирователей импульсов через выпрямитель соединены свыход ными выводами блока гальванической развязки, включенного в КС-цепочку а зарядный блок выполнен на диодах по мостовой схеме, при этом аноды диодов анодной группы соединены с катодами тиристоров формирователей импульсов и общей точкой соединения накопительных конденсаторов, а каж . дый из диодов катодной группы через ограничительный резистор подсоединен к соответствующему ограничительному реактору, выводами переменного тока зарядный блок соединен с дополнительной обмоткой выходного трансформатора.На фиг.1 приведена принципиальная схема предлагаемого автономного инвертора, а на Фиг.2 и 3 - диаграммы, иллюстрирующие его работу,Самоуправляемый автономный инвертор напряжения содержит вентильный мост, каждое плечо которого состоит из тиристоров 1-4, диодов 5-8, конденсатор 9 и реактор 10, образующие коммутирующую 1 С-цепь, конденсатор 11 и резистор 12 демйфирующей кС-цепочки и выходной трансформатор 13, подключенные на выходе переменного тока моста. На входе моста подключены конденсатор Фильтра 14 и реак-. тор 15. В состав блока управления входят первый и второй Формирователи импульсов, каждый из которых содержит соответственно тиристоры 16 и 17, накопительные конденсаторы 18 и 19 и ограничительные реакторы 20 и 21, соединенные последовательно с пер1777221 5вичными обмотками трансформаторовуправления 38-41.Управляющие переходы тиристоров 16 и 17 зашунтированы резисторами 22 и 23 и черезрезисторы 24 и 25 и выпрямитель 265соединены с выходными выводами блокагальванической развязки (трансформатора тока) 27, первичная обмоткакоторого включена последовательно вцепь демпфирующей КС-цепочки 11 и 12.Зарядный блок выполнен на диодах28-31 по мостовой схеме, катоды ка"тодной группы которого через ограничительные резисторь: 32 и 33 подсоединены соответственно к ограницительным реакторам 20 и 21Выводы переменного тока зарярногоблока соединены свыводами дополнительной обмотки выходного трансформатора 13, 20. Управляющие выводы тиристоров 1,2и 3,4 зашунтированы диодами 34-37 ичерез трансформаторы управления 3841 подключены соответственно каждойдиагональной пары последовательно в 25цепь накопительного конденсатора иограницительного реактора 18,20 и19,21.Кроме этого, в предлагаемом самоуправляемом автономном инверторе предусмотрено устройство пуска, содержащее тумблер 42, резисторы 43-45,конденсатор 46 и диод 47,В исходном состоянии тиристоры 1"4 и 16,17 находятся в запертом состоянии, конденсаторы 9,11 и 19 разряжены, конденсатор 14 заряжен до нап"ряжения источника питания, а конденсаторы 18 и 46 - до напряжениястабилизации стабилитрона 48, подключенного к источнику питания черезрезистор 49.Перевод тумблера 42 в положение"Пуск" обуславливает замыкание цепиразряда конденсатора 46 через резистор 45, диод 47 и резисторы 22-25.При этом формируется импульс тока(см,фиг.2), который через резис-.торы 24 и 25 поступает в цепи управляющих переходов тиристоров 16 и 17. 50Поскольку в исходном состоянии. накопительный конденсатор 10 разряжен,а конденсатор 18 заряжен до положительного напряжения стабилизации стабилитрона 48, то происходит отпирание тиристора 16. При этом накопительный конденсатор 18 разряжается черезограничительный реактор 20 и первич-ные обмотки трансформаторов управле" бния 38 и 39. В результате этогоформируется импульс тока и в цепиуправляющих выводов тиристоров 1 и 2протекает короткий импульс тока(см,фиг.3), обеспечивающий их отпирание. При этом накопительный конден-,сатор 18 перезаряжается до напряжения Ботрицательной полярности,В результате этого коммутирующая1,С-цепь, включающая конденсатор 9и реактор 10, демпфирующая КС-цепочка 11 и 12 и первичная обмоткавыходного трансформатора 13 подключаются к конденсатору фильтра 14.Поскольку емкость конденсатора 14на порядок больше емкости конденсато- .ра 9, то напряжение на обмотках выходного трансформатора 13 имеет Форму, близкую к прямоугольной. Приположительной полярности напряженияБ на выводе дополнительной обмотки выходного трансформатора 13, обозначенном " , ", происходит заряднакопительного конденсатора 19 поконтуру, образованному указанной обмоткой, диодом 30, резистором 33, ограничительным реактором 21, накопительным конденсатором 19 и диодом31, и напряжение.0 на тиристоре17 постепенно увеличивается. В этоминтервале благодаря большой велицине сопротивления резисторов 43 и 441напряжение У, на тиристоре 16 и накопительном конденсаторе 18 сохра -няет отрицательную полярность.При параметрах коммутирующей1 С-цепи, обеспечивающих характеристическое сопротивление, меньшее сопротивления нагрузки,ток через вентили инвертора 1, (см,фиг.3) сначала протекает через тиристоры 1 и 2,а затем в момент с переходит вцепь встречных диодов 5 и 6, В ин -тервале проводимости тока 1 встреч 1ными диодами происходит восстановление запирающей способности тиристоров 1 и 2,В момент времени с токче"рез встречные диоды 5 и б становитсяравным 0. Однако они остаются включенными благодаря наличию остаточных носителей и ток в их цепи начинает протекать в обратном направлении.Обычно для силовых диодов типаДЛ 161, Д 161 время обратного восстановления й , имеет значение6-7 мкс. При скорости изменения то"ка через вентили, равной 10 А/мксмаксимальное значение обратного токачерез встречные диоды достигает60-70 А. В момент временипроисходит выключение диодов 5 и 6,переход обратного тока диодов вцепь демпфирующей КС-цепочки 11 и 12и быстрое восстановление напряжения Б и спад напряжения на выходеинвертора.Импульс токачерез демпфирующую ЕС-цепочку, протекая через входную цепь блока гальванической развязки (трансформатора тока) 27,создает импульс тока (см.фиг.2) через управляющие выводы тиристоров16 и 17 и обеспечивает отпирание тиристора 17 благодаря наличию положительного напряжения на накопительномконденсаторе 19, В результате это -го формируется короткий импульс тока 1, который, протекая через ограничительный реактор 21 и первичныеобмотки трансформаторов, тока 41 и 40,и тиристор 17, обеспечивает перезаояднакопительного конденчатора 19 донапряжения отрицательной полярностии наводит короткий импульс(см.фиг.3) в цепи управляющих переходовтиристоров 3 и 4 вентильного моста.При отпирании тиристоров 3 и 4 происходит резкое уменьшение напряженияБ, изменение порярности импульсан пряжения П 1 на выходе инвертора иобмотках выходного трансформатора 13.При этом токи нагрузки и коммутирующей ЕС-цепи протекают в обратном направлении. С этого момента импульснапряжения положительной полярностибудет иметь место на аноде диода 28,который обеспечит заряд накопительного конденсатора 18 по контуру,содержащему дополнительную обмоткувыходного трансФорматора 13, диод 28,ограничительный резистор 32, ограни"чительный реактор 20, накопительный .конденсатор 18 и диод 29, В этом интервале времени напряжение У натиристоре 17 и накопительном конденсаторе 19 сохраняет отрицательную полярность, что обеспечивает запертоесостояние тиристора 17 и исключаетпоявление импульсов тока в цепи управляющих выводов тиристоров 3 и 4вентильного моста при появлении импульсов тока 1 в цепь управляющихвыводов тиристоров 16 и 17,При отпирании тиристоров 3,4 ток1 протекает по контуру, содержащему конденсатор 14, реактор 15, тиристор 3, параллельно соединенные коммутирующую 1,С-цепь и первичную обмотку выходного трансформатора 13,и тиристор 4. В момент временитокпереходит в цепь встречныхдиодов 7 и 8. В момент времениток2 изменяет свое направление на10 обратное и продолжает протекать черездиоды 7 и 8,В момент времени ст происходит выключение диодов 7 и 8 и обратный токпереходит в цепь демпфирующей15 КС-цепочки 11 и 12 и первичной обмотки трансформатора тока 27. В результате этого снова создается импульстока , в цепи управляющих выводовтиристоров 16.:и 17. При этом обеспе 20 чиваются условия, достаточные дляотпирания тиристора 16 и Формирования импульса 1 и тока управленияв цепи управляющих выводов тиристоров 1 и 2 вентильного моста. При25 отпирании укаэанных тиристоров электромагнитные процессы в силовойчасти инвертора и Формирователяхимпульсов протекает аналогично ранее описанным,30 Таким образом, предлагаемый самоуправляемый инвертор напряженияобеспечивает преобразование постоянного напряжения в переменное прямо-. -угольной Формы без паузы, что обес 35 печивает снижение установленной мощности оборудования и увеличение КПД.Формула изобретения40 Самоуправляемый автономный инвертор напряжения, содержащий вентильный мост, каждое плечо которого состоит из встречно параллельно соединенных тиристора и диода, подключен ные к диагонали переменного тока мос"та коммутирующая ЬС-цепь, первичнаяобмотка выходного трансформатора,выполненного с дополнительной обмоткой, и деяпфирующая КС-цепочка, а 5 О к диагонали постоянного тока подключен конденсатор фильтра, блок управления, состоящий из первого и второгоформирователей импульсов с трансформаторами управления, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения установленной мощности и повышения КПД, он дополнительно снабженблоком гальванической развязки, выпрямителем и зарядным блоком, а каж 9 177722 1 1дый из формирователей импульсов снаб- почку,а зарядный блок выполнен на ди жен тиристором, накопительным кон- одах по мостовой схеме, при этом аноденсатором и ограничительным реакто- ды диодов анодной группы соединены ром, соединенными последовательно с с катодами тиристоров формирователей5юпервичными обмотками трансформаторов импульсов и общеи точкои соединения управления, вторичные обмотки подклю- накопительных конденсаторов, а каячены к управляющим выводам диагональ- дый из диодов катодной группы через ных тиристоров инвертора, при этом ограничительный резистор подсоединен управляющие выводы тиристоров формироО к сооответствующему реактору, выводавателей через выпрямитель соединены ми переменного тока зарядный блок с выходными выводами блока гальвани- соединен с дополнительной обмоткой ческой развязки, включенного в КС-це- выходного трансформатора.1оставитель Л.Кощ ехред М.Моргента Тиражкомитета по изобреИосква, Ж, Рауш Подписноениям и открытиям при ГКНТ СССР ая наб., д. 4/5