Автономный последовательный инвертор

Автономный последовательный инвертор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

< "- "- " ЭЭЬЛЛ

ЖАТЕПЛ(--ХЯХНКЧЯ 6

-+5 л те (у) Оп СА Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»738074

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 040176 (21) 2308068/24-07 (51)М. Кл.

Н 02 М 7/515 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет—

Опубликовано 300580, Бюллетень ¹ 20 (53) УДК 621.314, .57(088 ° 8) Дата опубликования описания 3005.80

М.М.Акодис, В.В.Шипицын, В,И.Лузгин, В.В.Рудный, A.A.Íoâèêoâ, A.À.Ðóõìàí, В.A.Ñàìîðoäîâ и Л.Г.Гаев (72) Авторы изобретения

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова (71) Заявитель (54) АВТОНОМНЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к преобра эовательной технике, а именно к автономным последовательным инверторам, и может быть использовано, например, в установках для индукционного нагрева металлов.

Известны автономные последовательные инверторы, Один иэ известных автономных после-10 довательных инверторов содержит два вентильных моста, причем нагрузка связана с мостами через фильтровые дроссели и конденсаторы !1).

В другом иэ известных автономных последовательных инверторов для ограничения выходного напряжения при резких колебаниях нагрузки используются дополнительные вентили (2) °

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является автономный последовательный инвертор, также содержащий два тиристорных моста, фильтровые дроссели и конденсаторы, связанные с выводами постоянно",25 го тока мостов и с выходными вывода- . ми (3) .

Целью настоящего изобретения явля-. теся ограничение напряжения на элементах инвертора и улучшение спектрального состава кривой выходного тока. Поставленная цель достигается тем, что в автономный последовательный инвертор, содержащий два тиристорных моста, каждый из которых имеет коммутирующий конденсатор в диагонали переменного тока, и коммутирующие дроссели (включенные последовательно с каждым из. тиристоров мостов, причем выводы постоянного тока упомянутых мостов связаны с выходными выводами через фильтровые дроссели) две последовательные вспомогательные цепочки, образованные вспомогательными коммутирующими дросселями и вспомогательными фнльтровыми конденсаторами, первая из которых включена между первым выходным выводом и положительным выводом первого моста, а в торая — между первым выходным выводом и отрицательным выводом второго моста, и два фиЛьтровых конденсатора, включенных между вторым выходным выводом и соответственно положительным выводом второго моста и отрицательным выводом первого моста, введены дополнительные вентили, причем первый вентиль включен между средней точкой первой вспомогательной це- .

738074 почки и положительным выводом второ1

ro моста, второй — между средней точкой второй вспомогательной цепочки и отрицательйым выводом первого моста, третий — между первым выходным выводом и иоложительным выводом второго моста, а четвертый — между первым выходным выводом и отрицательным выводом первого моста. Последовательно с дополнительными вентилями могут быть включены дополнительные дроссели. Для более эффективного !О ограничения напряжения обмотки дросселей вспомогательных цепочек могут

-быть выполнены с промежуточными выводами, причем промежуточный вывод обмотки дросселя первой цепочки под- 15 ключен через дополнительно введенный вентиль к положительному выводу первого моста, а промежуточный вывод обмотки дросселя второй цепочки к отрицательному выводу второго моста.20

Кроме того, в инвертор могут быть введены дополнительные вентили, связывающие тиристоры мостов с соответствующими фильтровыми конденсаторами.

Принципиальная электрическая схема приведена на чертеже, где 1-8 — тиристоры; 9-16 — коммутирующие дроссели;

17,18 — коммутирующие конденсаторы1

19,20 — вспомогательные коммутирую щие дроссели; 21,22 — вспомогательные фильтровые конденсаторы; 23,24 фильтровые конденсаторы; 25-28 фильтровые дроссели; 29-42 — дополнительные вентили 43-46 — дополниt 35 тельные дроссели; 47 — нагрузка.

Инвертор работает следующим образом.

При отпирании вентилей в 1-ом такте, например тиристоров 1, 4, в первой части полупериода ток проте- 40 кает по следующим контурам эа счет запаса энергии в коммутирующем конденсаторе по контуру: 17, 4, 38, 47, 19, 33, 9 (35), 1, 17 — до тех пор, пока напряжение на конденсатоРе 45

17 не станет равным сумме напряжения на фильтровых конденсаторах 21 и 24; за счет запаса энергии в фильтровых конденсаторах 21 и 24 по контуру: 21, 9, 1, 17, 4, 12, 24, 47, 19, 21.

Во второй части полупериода 1-го такта, ког)1а напряжение на дросселе

19 принимает полярность, укаэанную на чертеже, и превышает напряжение на фийьтровом конденсаторе 23 отпи"

I рается вентиль 29. Дроссель 19 будет зашунтирован контуром 29, 23, 47.

Это приведет к тому, что энергия, запасенная в дросселе 19, будет израсходована на заряд конденсатора 23 и 60 в нагрузке при протекании тока по контуру: 19, 29, 23, 47, 19. Энергия, запасенная в дросселях 9, 12, будет израсходована на переэаряд конденсатора 17 и в нагрузке 47 по; 5 контУРУ: 21, 9, 1, 17, 4, 12, 47, 19, 21.

Положительный эффект от дополнительных диодов заключается в том, что в первой части полупериода ток частично протекает помимо источника питания (фильтровых конденсаторов

21, 24), что уменьшает запас электромагнитной энергии в коммутирующих дросселях, а это уменьшает перезаряд коммутирующих конденсаторов; кроме того, при снижении напряжения на коммутирующих конденсаторах уменьшается длительность тока в контуре шунтирования коммутирующих дросселей во второй части, полупериода (например, в контуре: 19, 29, 23, 47, 19), что уменьшает содержание высших гармоник в токе нагрузки.

Таким образом, сброс избыточной реактивной энергии с коммутирующего контура осуществляется не только

so второй половине полупериода импульса тока, но и в его первой поло1 вине, причем и первый „и второй вид сброса энергии осуществляется током в одну и ту же сторону через нагрузку по отношению к направлению основного импульса тока. Это позволяет исключить черезмерное затягивание тока при--.сбросе энергии во второй половине полупериода импульса тока и тем самым приблизить форму выходного тока к синусоидальной, что в конечном итоге позволяет повысить КПД преобразователя.

Во I I-oM такте отпираются вентили

5,8;в 111-ем — вентили 2,3; в 1V-ом такте - вентили б, 7. При, этом процессы коммутации аналогичны описанным в I-ом такте.

Формула изобретения

Автономный последовательный инвертор, содержащий два тиристорных моста, каждый из которых имеет коммутирующий конденсатор в диагонали переменного тока, и коммутирующие дроссели, включенные последовательно с каждым из тиристоров мостов, выводы постоянного тока упомянутых мостов связаны с входными выводами через фильтровые дроссели, также две последовательные вспомогательные цепочки, образованные вспомогательными коммутирующими дросселями и вспомогательными фильтровыми конденсаторами, первая из которых включена между первым выходным выводом и положительным выводом первого моста, а вторая — между первым выходным выводом и отрицательным выводом второго моста, и два фильтровых конденсатора, включенных между вторым выводом и соответственно положительным выводом второго моста и отрицательным выводом первого моста, отличающийся тем, что, с целью улучшения гармоническо738074

Составитель A.Ñûòèí

Техред М.Петко . Корректор В.Бутяга

Заказ 2825/34 Тираж 783, Подписное

IlHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раутаская наб., д. 4/5 . г

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная,4

Редактор В.Левятов го состава кривой выходного тока и ограничения напряжения на элементах при изменении нагрузки, в него введены дополнительные вентили, причем первый вен гиль включен между средней точкой первой вспомогательной цепочки и положительным выводбм второго мбста, второй — между средней точкой второй вспомогательной цепочки и отрицательным выводом первого моста, третий между первым выходным выводом и поЛожительным выводом второго моста, а четвертый — между первым выходным выводом и отрицательным выводом первого моста.

2. Инвертор по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что в него введены дополнительные дроссели, включенные последовательно с каждым иэ дополнительных вентилей, 3. Инвертор по пп. 1 и 2,о т л ич а ю шийся тем, что обмотки дросселей вспомогательных цепочек выполнены с промежуточными выводами, причем промежуточный вывод обмотки дросселя. первой цепочки подключен

" через дополнительно введенный вентиль к положительному выводу первого моста, а промежуточный вывод обмотки дросселя второй цепочки — к отрицательному выводу второго моста.

4. Инвертор по пп.l — 3, о т л и ч а ю щ и и с ю тем, что в него . введены дополнительные вентили, связывающие аноды тиристоров первого моста со средней точкой первой вспомогательной цепочки, катоды тиристоров первого моста и аноды тиристоров второго моста — co вторы ми выводами, а катоды тиристоров второго моста — со средней точкой второй вспомогательной цепочки.

Источи и к и ин фо рмац ни, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

20 %486439, кл. Н 02 М 7/537, 10.09,71.

2 ° Авторское свидетельство СССР

У441634, кл. Н 02 М 7/52, 07,12.71 °

3, Авторское свидетельство СССР .. Ð601790, кл. Н 02 М 7/515, 10.09.71.