Последовательный инвертор
Патент 851698
Авторы
Классы МПК
Последовательный инвертор
Иллюстрации
Реферат
««8И 698
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 24.07.79 (2! ) 2800676/24-07
3 (5t}м. Кл;с присоединением заявки ¹
Н 02 М 7/515
Гооударствеииый коиитет
СССР (23) Приоритет ао делан изобретений и открытий
Опубликовано 30.07.81. Б«оллетеиь № 28
Дата опубликования описания 30.07.81 (53} УЛК 62 1.314.572(088.8) (В. ((. Воинов, А. Е. Швотовокнк н (((в. внввков
-;(r(..,, "
1.,т .(.
Уральский ордена Трудового Красного 3 аменЫ. „ политехнический институт им. С. «(т. Кирова ( (T2) Авторы изобретения (7f) Заявитель (54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВГРТОР
Устройство относится к преобраэова-
«, тельной технике и может быть испопьзовано при создании стабилизированных источников высокочастотной энергии.
Известны инверторы, в которых для
5 ограничения напряжения на нагрузке использованы возвратные цепи P ) и 2).
Наиболее близким к предпагаемому является инвертор, в котором напряжение
aoBoHHHTeltbHoa обмотки выходного транс- 10 форматора сравнивается с напряжением источника питания. При превышении напря жения на дополнительной обмотке опор- ного напряжения источника питания веитили в возвратной цепи включаются, обес-т печивая протекание .тока в этой цепи.
Изменяя коэффициент трансформации можно получить желаемый уровень ограничения напряжения на нагрузке (3)н
В данном инверторе опорное напряжение остается практически неизменным по . величине во всех режимах инвертора. Поэтому при пуске ип ипи другом переходном режиме, когда не выполняется
2 овне Q+>> 0о= СОИЬЪ (где () - напряжение на дополнительной обмотке; Осзнапряжение опорное), возвратная цепь не шунтирует нагрузку.
Указанный недостаток снижает надежность пуска и не позволяет получить хорошие динамические характеристики инвертора. Так, эквивалентнай "схема замещения магнитострикционного преобразователя, используемого в качестве нагрузки инвер .тора, содержит два резонансных контурамеханический и электрический. В динами ческом режиме работы (пуск, изменение технологической нагрузки на магнитостриктор,. уход частоты) наступление механического резонанса всегда остается во времени от эи«актрического вызывая резкое возрастание эквивалентного сопротивпеиия нагрузки, которая в этом случае носит индуктивный характер. Если не принять дополнительных мер для стабилизации ин вертора, такие режимы часто вызывают срыв инвертирования. трансформатора выполнена в виде двух попуобмоток 12 и 13. Трансформатор имеет три вторичные обмотки: основную 14 и две допопнитепьных 15 и 16. К обмотке 14 подключена нагрузка 17. В цепи постоянного тока инвертора включен сглаживающий дроссепь 18.
Возвратная цепь инвертора выполнена на конденсаторе 1.9 и обмотке 15, которая подключена параппепьно конденсатору
19 через диод 20. Параллельная цепь иэ конценсатора 19 и обмотки 15 подключена одним концом к отрицательному входному выводу, а другим концом через допоп15 нитепьный вентиль (тиристор 21) и дроссень 22 связана с попожитепьным входным выводом.
Управпяк«щая цепь тиристора 21 через доподнитепьный диод 23 и пороговый элемент 24 (например, стабипитрон ипи динистор) нодкпючена к делителю, образованному резисторами 25 и 26. 0епитепь подкпючен к обмотке 16.
Тиристорный попумост работает как
25 умножитепь частоты. Поочередное вкпючеаае тиристоров 1-3-2-4 вызывает колебатепьный перезаряд коммутирующего конаансатора.8..f?pa этом в обмотке 14 трансформируется напряжение. удвоенной частоты.
Работа ипвертора дпя случая, когда в качестве вентиля 21 использован диод, пройсходйт следующим Образом.
Пуск. В момент пуска инвертора конде.нсатор 19 не заряжен, поэтому цепь, образованнан обмоткой 18, диодом 20 и этим конденсатором, поппостью шунтирует нагрузку 17. По мере заряда конден40 сатора 19 аффект шуитирования ослабляется, и в установившемся режиме, если собпюдаетсн условие X.q 4 Z o . ток в атой цепи понностью прекращается. Здесь и данае Xp - сопротивпение нагрузки;
45 Zygo«, помина пьное сопротивление нагрузки.
Еспн за время пуска сопротивпение нагрузки значительно возрастает (Za >VZ og)
I то к вентнщо 21 нрикпадывается положительное напряжение, равное Ъ 19 1 о где Ойд - напряжение на вентиле 21;
11. - напряжение на попуобмотках 12
Я,« 1 и 13, соответственно;
0 » напряжение на конденсаторе 19;
О U - напряжение на разделительных конденсаторах 9 и 10, соответственноно.
3 881698 4
Hem изобретения - повышение надежности пуска и улучшение динамических характеристик инвертора.
Поставленная цепь достигается тем, что инвертор, содержащий тиристорный попумост, связанный через коммутирующий контур с двумя.поспедоватедьно соединенными раздепитепьными конденсатора» ми, выходной трансформатор, дополнительная вторичная обмотка которого одним 10 концом соединена с отрицательным, а ару-, гим концом связана через диод с положительными входными выводами, снабжен дополнительным вентипем и конденсатором, включенным между отрицательным входным выводом .и катодом диода, связан-.. ным с положительным BxoGHSIM выводом через укаэанный допопнитепьный вентипь, а первичная обмотк а выходного трансформатора включена в цепь раздепитепьных конденсаторов.
Дпя уменьшения габаритов и веса выходного трансформатора, его дополнительная обмотка включена согласно с первичной обмоткой.
С цепью улучшения формы кривой вы- . ходного тока в нагрузке последовательно с дополнительным вентилем включен дро« сень.
Кроме того, с цепью ограничения выходного напряжения до заданного уровня и обеспечения воэможности его ппав» ного регулирования,:- выходной трансформатор снабжен второй допопнитепьной обмоткой, а в качестве допопнитеньного вентиля использован тиристор, управляющий электрод которого через пороговый апемент подключен к первому концу второй дополнительной обмотки, второй конец которой через резистор и допопнитепьный диод, включенный в обратном направлении, соединен с катодом указанного дополнительного тиристора, причем между первым концом второй допопнитепьной обмотки и катодом допопнитепьного диода включен второй резистор.
На чертеже представпена принципиапь ная эпектрическая схема стабилизированного последовательного инвертора.
Инвертор содержит тиристорный попу мост, выполненный на прямых 1 и 2 а .обратных 3 и 4 тиристорах. Коммутирующие дроссепи б, 6- и 7 в схеме разне сены» a . .коммутирующий кондея ат «р 8 55 включен в диагональ попумоста. Последовательно с раздепитепьными конденсаторами 9 и 10 включен выходной трансфор матор 11. Первичная обмотка этого
88 6 тивно испопьзоваться и в других схемах инверторов, например, в мостовом инверторе, еспи выходной трансформатор вкпючен в цепь раздепитепьного конденсатора.
Принцип работы возвратной цепи остает:ся тот же.
Формула изобретения
1. Поспедоватепьный инввртор, содержащий тиристорыый попумост, связанный через коммутирующий контур с двумя поспе» доватепьио соединенными раэдепитепьыыми конденсаторами, выходной трансформа тор, допопннтепьыая вторичная обмотка которого одним конном;соединена с отринательным, а другим конном связана через диод с попожитепьыыми входными выводаон снабжен допопнитепьыыми веытипем и конденсатором, включенным между отрицательным входным выводом и катодом диным выводом через указанный допопнитепьный вентипь, а первичная обмотка выходного трансформатора вкпючена. в цепь раздепитепьыых конденсаторов.
2. Инвертор по ц. 1, о т и и ч а юшийся тем, что, с цепью улучшения массогабаритыых показатепей, дополнительная обмотка выходного трансформатора вкпючена согпасыо с первичной обмоткой.
3. Инвертор по и. 1, о т и .и ч а юшийся тем, что, с цепью улучшения формы кривой выходного тока, последовательно с дополнительным вентилем включен дроссепь
;4. Инвертор по п. 1, о т и н ч а юm и и с я тем, что, с целью ограничения выходного напряжения ао заданного уров- ня и обеспечения возможности его ппавного регулирования, выходной трансформатор снабжен второй допопнитепьыой обмот кой, а в качестве допопнитепьыого вентиля испопьзоваы тиристор, управпяющий электрой которого через пороговый эпе мент подкыючеы к первому концу второй допопнитедьной обмотки, второй конец «оторой через резистор и допопнитепьыый диод, включенный в обратном направпеныы, соединен с катодом указанного допопнитеыь ного тирнстора, причем между первым концом второй допопнитепьной обмотки и като
5 8816
Вентиль 21 включается и в контуре
19-21-22-9-12-13-10-19 начинает протекать ток сброса, который подзаряжает разделительные конденсаторы 9 и 10.
Таким образом, as время пуска инвер« тора.вначале выполняется условие Zg <( Ном а затем 2Н g Екав>обеспечивающие надежный пуск инвертора.
Установившийся режим. Если в процессе работы инвертора сопротивление ыагруз 10 ки остается неизменным, то по обмотке
15 ток не протекает, так как напряжение на конденсаторе 19 равно амплитудному значению напряжения на этой обмотке. В случае возрастания сопротивления нагруз- ки, напряжение на обмотке 15 становится больше напряжения на конденсаторе 19, : что вызывает протекание тока в этой цепи. Следоватепьно, при увепичении сопро тивления агрузки эта возвратная цепь о ми, о т п и ч а ю шийся тем, что, демпфирует нагрузку, стабилизируя режим . с цепью повышениЯ надежности пУска И работы инвертора. Кроме того, как и прн улучшения динамичеoK+X характеристикпуске инвертора, сброс может осуществляться и по второму контуру 19-21-2225
-9-12-13-10-19, если 0<+/ +Q Ц +(Из рассмотрения работы иывертора вид- . oaa, связаыиым с попожитеыьным входно, что в данной схеме используются два опорных напряжения - напряжение на конденсаторе 19 и сумма напряжений ыа разi делительиых конденсаторах 9 и 10, при чем вепичина опорного напряжения- на конденсаторе 19 изменяется от 0 до значения, определяемого выражением Ц „ „Ф Q +Q -!1 Д и зависит от режима рабо» 10 Ф 1 35 ты иывертора.
В схеме инвертора можно плавно изменять уровень ограничения напряжения на нагрузке . С этой цепью в качестве вен, тиля 21 использован тиристор, управляющий импульс на который поступает с переменного резистора 25. Напряжение на нагрузке 17 всегда .пропорционально напряжению на дополнительной обмотке 16, с которой сигнал поступает на делитель.
Изменяя вепичину сопротивления резистора 25, можно в нужный момент времени вкщочать тиристор 21, ограничивая на ряжение на нагрузке по контуру, рассмот» реыному при описании заботы инвертора.
Если параметры инвертора и нагрузки . подобраны так, что во всех режимах работы выполняется неравенство Д+т Q<>yQ<<<
y Q + Ц,то данную цепь можно испопьзовать дпя регупирования напряжения на нагрузке в широких пределах.
Использованная в полумостовом инвер- торе схема возвратной цепи может эффекСоставитель И. Жеребила
Редактор Е. Папи Тепрел Т.Маточка Корректор Л, Иван
6/84 . ираж 730 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, ®-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 6
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
7 881 дом дополнительного диода включен вто рой резистор.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
34 535695, кл. Н 02 М 7/515, 1973.
6М 8
2. Авторское свидетельство СССР
34 610266, кл. Н 02 М 7/515, 1976.
3. Тиристоры. Технический справочник.
Hepeson с англ. Под ред. В.А. Лабунцова и др.,йзд. 2-е, доп., М., "Энергия, 1971, с. 294, рис. 1 1-20,б.