Автономный инвертор

Иллюстрации

Автономный инвертор (патент 900387)
Автономный инвертор (патент 900387)
Автономный инвертор (патент 900387)
Показать все

Реферат

 

Союз Советеимк

Соцмапметмчесимы

Реснубпик

ОП МЧАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Опубликовано 2301.82- Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 230 ®2 (5! )М. Кл.

H 02 М 7/515

3Ъеударстеапвй квинтет

СССР ао делам изабретеыыЯ к открытый (53) УДК 621. 314. . 572 (088. 8) «

Б.И. Кулагин, А.В. Абрамов, Д.В. Чуркин и Е.Д. Болотин (1

Ростовский-на-Дону институт сельскохозяйственного машиностроения (72) Авторь изобретения

{7l ) Заявитель (54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к статичес ким преобразователям частоты, являющимся источниками питания установок для высокочастотного нагрева металлов и ультразвуковых технологических установок.

Известны автономные инверторы, содержащие подключенную ко входным выводам последовательную цепь из нагрузки и конденсатора фильтра, парал10 лельно которой подключен тиристорный мост с, коммутирующим LC-контуром (.П и 32) .

Наиболее близким к предлагаемому является инвертор, содержащий подклю1$ ченные ко входным выводам через дроссель фильтра последовательную цепь из нагрузки и конденсатора фильтра, параллельно которой через коммутирующий дроссель подключены тиристорные мосты с коммутирующими LC-контурами> а также два дополнительных диода, один из которых подключен встречно параллельно последовательной цепи из нагрузки и конденсатора фильтра, а другой - встречно-параллельно конденсатору фильтра и коммутирующему дросселю C3) .

Недостатком известного инвертора является отсутствие демпфирования коммутационных перенапряжений на тиристорах схемы, которое обычно осуществляется подключением параллельно тиристорам цепочек из конденсаторов1 диодов и резисторов.

Цель изобретения - повышение надежности демпфирования коммутационных перенапряжений с одновременной стабилизацией при изменяющейся нагрузке.

Для достижения поставленной цели автономный инвертор, содержащий подключенную ко входным выходам через дроссель фильтра последовательную цепочку из конденсатора фильтра и выходных выводов, параллельно которой через коммутирующий дроссель подключен тиристорный мост с коммутирую3 90038 щим LC-контуром в диагонали, а также два диода, снабжен двумя резисторами, двумя конденсаторами и двумя допол— нительными диодами, соединенными последовательно и подключенными 5 встречно-параллельно мосту, один конец диагонали переменного тока которого через последовательно соединенные резистор и конденсатор соединен с общей точкой двух дополни- 1о тельных диодов, а другой ее конец через другие резистор и конденсатор— с общей точкой двух указанных диодов, соединенных последовательно и подключенных встречно-параллельно мосту.

На чертеже представлена схема инвертора.

Инвертор содержит дроссель фильтра 1, через который ко входным выводам подключена последовательная цепь из конденсатора 2 фильтра и нагрузки 3.

Параллельно этой цепи через коммутирующий дроссель 4 подключен мост, состоящий из тиристоров 5-8.

В диагональ моста включен LC-контур из коммутирующего конденсатора

9 и второго коммутирующего дросселя

10. Параллельно мосту подключены две цепи из диодов 11 и 12 и дополнительных диодов 13 и 14. Точки соединения каждой пары диодов через конденсаторы

15 и 16 и резисторы 17 и 18 соединены с диагональю переменного тока моста.

Инвертор работает следующим образом.

7 4 прерывается и, благодаря наличию в нем индуктивностей 4 и 10, на тиристорах могут возникнуть большие импульсы перенапряжений.

Наличие демпфирующих DRC-цепей исключает эти перенапряжения, так как в момент запирания тиристоров

7 и 8 ток в контуре с индуктивностями спадает не скачкообразно, а плавно по мере заряда конденсаторов

15 и .16 по контуру 9-10-18-16-13-42-3-12-15-17-9.

Далее следует пауза, равная полупериоду собственной частоты контура коммутации, в течение которой электрическое состояние всех элементов схемы не изменяется, за исключением того, что по контуру (+) — 1 — 2-3-(†) протекает постоянный входной ток инвертора, причем направление этого тока в нагрузке противоположно полуволне тока, сформированной в интервале проводимости тиристоров 7 и 8.

В следующий полупериод отпирается другая пара тиристоров моста 5 и 6, происходит обратный перезаряд коммутирующего конденсатора 9 по контуру

9-10-6- 3-2-4-5-9.

Одновременно с этим разряжаются конденсаторы 15 и 16 демпфирующих цепей по контурам 15-11-5-17-15 и ,16-18-6-14-16, подготавливая цепи к демпфированию. Через полупериод напряжение на конденсаторе 9 изменит полярность, ток в контуре спадет до нуля, стремясь изменить свое направление.

При отпирании очередной пары тиристоров моста, например, 7 и 8 происходит колебательный перезаряд коммутирующего конденсатора 9 по контуру 9-8-3-2-4-7-10-9. Одновременно с этим разряжаются конденсаторы демпфирующих цепей по контурам 15-17-8-12-15 и 16- 13-7- 18- 16, зарядившиеся в предыдущем полупериоде. К концу полупериода собственной частоты контура перезаряда коммутирующего конденсатора 9 ток в контуре спадает до нуля, а напряжение на коммутирующем конден- 5О саторе 9 изменяет свою полярность, в результате чего тиристоры 7 и 8 запираются.

В течение короткого промежутка времени, пока запираются тиристоры 7 и 8, через них по контуру протекает обратный ток. В момент запирании тиристоров 7 и 8 ток в контуре резко

После запирания тиристоров 5 и 6 демпфирование перенапряжений осуществляется по контуру 9-17-15-11-42-3-14-16-18-10-9.

Далее процессы в схеме повторяются.

В расчетном режиме работы параметры элементов выбираются такими, чтобь1 амплитуда суммарного напряжения на дросселе 4 и нагрузке 3 не превышала напряжение на фильтровом конденсаторе 2. Под действием последнего напряжения цепи из диодов 11, 12 и 13, 14 находятся в запертом состоянии. При снижении сопротивления нагрузки добро ность растет, растут напряжения на элементах, в том числе и на дросселе ". Как только амплитуда суммы напряжений на дросселе 4 и нагрузке 3 превысит напряжение на конденсаторе 2 фильтра, отпираются цепи из диодов 11„ 12 и 13„ 14, 0387

12-11, 9-8-3-2-4-7-10-9

14-13

ВНИИПИ Заказ 12200/71 Тираж 718 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. 1роектная,4

% 90 образуя дополнительные контуры коммутации:

Дополнительные цепи, шунтируя дроссель 4, уменьшают результирующую индуктивность, а следовательно, и добротность коммутирующего контура. При увеличении сопротивления нагрузки 3 напряжение на ней возрастает, и, как только амплитуда суммы этого напряжения с напряжением на дросселе 4 превысит напряжение фильтрового конденсатора 2, опять будут отперты диодные цепи, образующие те же дополнительные контуры коммутации. Образование этих контуров, в принципе, обеспечивает коммутационную устойчивость инвертора вплоть до обрыва нагрузки.

Таким образом, в предлагаемом инверторе одно и то же устройство осуществляет и стабилизацию режима при изменении параметров нагрузки и демпфирование перенапряжений на тиристорах инвертора.

Формула изобретения

Автономный инвертор, содержащий подключенную ко входным выводам через дроссель фильтра последовательную цепочку из конденсатора фильтра и выходных выводов, параллельно которой через коммутирующий дроссель подключен тиристорный мост с коммутирующим LC-контуром в диагонали, а также два диода, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет демпфирования коммутационных перенапряжений с одновременной стабилизацией при изменяющейся нагрузке, он снабжен двумя резисторами, двумя конденсаторами и двумя дополнительными диодами, соединенными .последовательно и подключенными встречно-параллельно мосту, один конец диагонали переменного тока которого через последовательно соединенные резистор и конденсатор соединен с

20 общей точкой двух дополчительных диодов, а другой ее конец через другие резистор и конденсатор - с общей точкой двух указанных диодов, соединенных последовательно и подключен25 ных встречно-параллельно мосту.

Источники информации, принятые ва внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 489186, кл. Н 02 М 7/515, 1973 °

30 2. Авторское свидетельство СССР

N 515228, кл. H 02 M 7/515, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

N 700905, кл. H 02 М 7/515, 1978.