Последовательный инвертор

Последовательный инвертор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительной к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03. 07. 81 (21) 3311052/24-07 f51) М. КП

Н 02 М 7/515/

H 01 F 27/24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 2301.83. Бюллетень ¹ 3

Дата опубликования описания 23,01,83 (53) УДК 621.314. .572(088.8) Ф

A.Â. Иванов, В.М. Маров, П.С. рнонваан, .

A. Х. Уз ян баев и P . Ã. Юнусов

Уфимский авиационный институт им. Ърщкойифщзе (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в высокочастотных регулируемых электротермических установках.

Известны инверторы, содержащие последовательные колебательным цепи, встречно-параллельные пары вентилей и входные фильтры (1).Недостатком этих инверторов является ограниченный снизу диапазон ре гулирования мощности.

Наиболее близким к изобретению является инвертор, содержащий последовательные LC-цепи, связанные с выходными зажимами, встречно-параллельные пары вентилей, подключенные к входным, выводам через фильтровый дроссель, и дроссель насыщения (2).

Недостатками инвертора являются сложность и большие габариты, обусловленные наличием дросселя насыщения, и высокий уровень искажений в сети при работе инвертора в промежуточном между режимами малой и максимальной входной мощности, Последнее обусловлено тем, что амплитуда переменной составляющей входного тока при насыщенном дросселе, т.е. во всех режимах, кроме режима малой мощности, не зависит от величины входной мощности и имеет величину

5 — (4) т Mfq где U — напряжения источника питания;

L — динамическая индуктивность дросселя фильтра;

f — частота выходного тока;

10 скважность выходного тока .

Причем динамическая индуктивность линейного дросселя не зависит от уровня постоянной составляющей входного тока. Индуктивность линейного дросселя фильтра ограничивается его габаритами и величиной тока насыщения, т.е. величиной .входного тока в режиме максимальной мощности. При снижении мощности от максимальной величины постоянная составляющая входного тока 3 снижается, что приводит к увеличению отношения „„ /) .

Вместе с тем дроссель не используется полностью, поскольку величина тока, протекающего в нем, значительно ниже номинального уровня, что составляет резерв для увеличения индуктивности.

Целью изобретения является упрощение и снижение искажений в питающей сети.

9915 б5

Цель достигается тем, что в инверторе, содержащем подключенные ко входным выводам через фильтровый дроссель встречно-параллельную пару вентилей и последовательную LC-цепочку, соединенную с выходными вы- 5 водами, фильтровый дроссель выполнен нелинейным с убывающей в рабочем диапазоне входных токов генри-амперной характеристикой с максимальной отрицательной крутизной при величи- 10 не тока, соответствующей режиму малой входной мощности.

Использование дросселя фильтра с падающей генри-амперной характеристикой позволяет без увеличения га- 15 баритов относительно габаритов дросселя фильтра в линейном исполнении снизить переменную составляющую входного тока при регулировании мощности от максимального значения вниз. Уве- 20 личение индуктивности дросселя фильтра с уменьшением уровня тока, причем с максимальной отрицательной крутизной при малых токах, позволяет также отказаться от дросселя насыщения, вносящего добавочную индуктивность лишь в режиме малой мощности.

Для получения постоянного отношения („/g, как видно из (1), необходимо реализовать генри-амперную характеристику дросселя вида с

U где С = — =, b — отношение i /Э „в

2 и qb

hl режиме максимальной мощности. 35

Убывающую генри-амперную характеристику дросселя фильтра можно получить, выполнив дроссель с магнитным сердечником с магнитным зазором, причем индукция насыщения материала маг-40 нитного зазора меньше индукции насыщения материала сердечника, либо зазор заполнить ферромагнитным материалом с убывающим по длине зазора сечением.

На фиг. 1 приведена схема последовательного инвертора; на фиг. 2 падающая генри-амперная характеристика дросселя фильтра; на фиг. 3 участок магнитопровода с зазором, заполненным ферромагнитным материалом; на фиг. 4 — участок магнитопровода с зазором, заполненным ферромагнитньм материалом с переменным сечением по длине зазора.

Схема (фиг. 1) содержит основной вентиль 1 (тиристор), обратный вентиль 2 (диод), коммутирующий конденсатор 3, коммутирующий дроссель 4, нагрузку 5, дроссель фильтра б с падающей генри-амперной характеристи- 60 кой, где L — динамическая индуктивность дросселя фильтра б, 3g — постоянная составляющая входного тока °

Магнитопровод содержит стержни

7 и 8, зазор 9. 65

Инвертор работает следующим образом.

В исходном состоянии конденсатор

3 заряжен с полярностью, указанной на чертеже. При подаче импульса управления на тиристор 1 конденсатор

3 разряжается через коммутирующий дроссель 4, сопротивление нагрузки. 5 и вентили 1 и 2. Параметры этого контура подбираются такими, чтобы ток разряда имел колебательную форму.

Тогда обратная полуволна этого тока создает прямое напряжение на диоде

2, которое является запирающим для ! тиристора 1 поэтому по окончанию

I периода .колебательного тока вентили

1 и 2 запираются. После этого входной ток через фильтровый дроссель подзаряжает конденсатор 3. При пода- . че следующего импульса управления процессы повторяются. При регулировании мощности вниз постоянная составляющая входного тока падает, динамическая индуктивность дросселя филь т ра раст ет, чт о приводит к снижению переменн ой составляющей входного тока. При достижении уровня малой входной мощности индуктивность возрастает еще блоее круто, что снижает нижний порог регулирования мощности. При выполнении дросселя с зазором по фиг. 3 генри-амперная характеристика определяется материалом зазора, при выполнении по фиг. 4

его конфигурацией.

Использование изобретения позволяет упростить преобразователь, поскольку исключает необходимость в дросселе насыщения, что достигается за счет повышения величины динамической индуктивности дросселя фильтра при уменьшении входных токов, т .е . в режиме малой мощности.

Увеличение величины динамической индуктивности также дает возможность снизить величину искажений в питающую сеть. Снижение искажений пропорционально отношению приращения динамической индуктивности на малых токах к индуктивности ненасыщенного дросселя насыщения известного устройства и составляет, например, при заполнении зазора ферритом величину

2-3. Это отношение определяет также и снижение нижнего предела регулирования. Следовательно, достигается снижение искажений и нижнего предела регулирования в 2-3 раза.

Формула изобретения

1. Последовательный инвертор, содержащий подключенный к входным выводам через фильтровый дроссель встречно-параллельную пару вентилей и последовательную ЬС-цепочку, соеди991565

Фиг.1

ВНИИПИ Заказ 160/74 Тираж 685 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä,ул.Проектная,4 ненную с выходными выводами, о т л ич ающи и с я тем, что, с целью упрощения и снижения искажений в питающей сети, фильтровый дроссель выполнен нелинейным с убывающей в рабочем диапазоне входных токов генри-амперной характеристикой, обладающей максимальной отрицательной крутизной при величине тока, соответствующей режиму малой входной мощности.

2. Инвертор по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что фильтровый дроссель снабжен магнитным сердечником с магнитным зазором, причем индукция насыщения материала магнитного

6 зазора меньше индукции насыщения материала сердечника.

3. Инвертор по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что фильтровый дроссель снабжен магнитным сердечником с зазором, заполненным ферромагнитным материалом с убывающим по длине зазора сечением.

Источники информации, принятые во внимание. при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 155222, кл.-Н 02 М 7/48, 1962.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 687547, кл. Н 02 М 7/515, 1979.