ИНВЕРТОР Российский патент 1995 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в преобразователях постоянного напряжения в переменное, а также в преобразователях частоты.

Известен инвертор, содержащий связанный с входными выводами через два дросселя силовой вентильный мост, между каждой парой последовательно соединенных управляемых вентилей которого включен фазный дроссель со средним выводом, зашунтированный совместно с каждым из силовых управляемых вентилей встречным диодом, вспомогательные управляемые вентили и узел коммутации [1]
Инвертор имеет пониженные массогабаритные показатели.

Наиболее близким к предлагаемому является инвертор, содержащий мост силовых управляемых вентилей, обратный мост из соединенных последовательно диодов и управляемых вентилей, вспомогательные управляемые вентили по количеству управляемых вентилей силового моста и узел коммутации из последовательно соединенных источника смещения и управляемых вентилей, из которых один является полностью управляемым [2]
Инвертор имеет пониженные массогабаритные показатели и КПД. В инверторах большой мощности при параллельном включении вентилей в силовом мосте управляемых вентилей и мосте обратных вентилей для выравнивания тока параллельно включенных вентилей необходимо применять делители тока, что приводит к ухудшению массогабаритных показателей и снижению КПД.

Предлагаемое изобретение направлено на улучшение массогабаритных показателей инвертора и повышение КПД при параллельном подключении нагрузок.

Сущность изобретения заключается в том, что в отличие от инвертора, содержащего силовой мост управляемых вентилей, мост обратных вентилей, вспомогательные управляемые вентили по количеству управляемых вентилей силового моста и узел коммутации из источника смещения и подключенных к нему равноименными силовыми электродами полностью управляемых вентилей, свободные силовые электроды которых подсоединены к входным выводам, к выходным выводам разноименными силовыми электродами подключены управляемые вентили моста обратных вентилей, противоположные силовые электроды которых связаны через диоды с выводами постоянного тока силового моста управляемых вентилей, а через вспомогательные управляемые вентили связаны с одноименными силовыми электродами полностью управляемых вентилей узла коммутации, в предлагаемом инверторе в каждую фазу силового моста управляемых вентилей и моста обратных вентилей введены цепочки из последовательно включенных управляемых вентилей, количество которых на единицу меньше числа пар выводов для подключения нагрузок. В силовом мосте управляемых вентилей одноименные свободные электроды цепочек управляемых вентилей подключены к общим точкам анодов и катодов управляемых вентилей моста. В мосте обратных вентилей свободные силовые электроды цепочек управляемых вентилей связаны через диоды с выводами постоянного тока силового моста, а через вспомогательные управляемые вентили с одноименными силовыми электродами полностью управляемых вентилей. Средние выводы цепочек управляемых вентилей силового моста и моста обратных вентилей попарно объединены и образуют выводы для подключения нагрузок.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема инвертора; на фиг. 2 подключение нагрузок к инвертору; на фиг. 3 вариант выполнения узла коммутации; на фиг. 4 устройство управления инвертором.

Инвертор (фиг. 1) содержит силовой мост управляемых вентилей 1-12, мост обратных вентилей из диодов 13-18 и управляемых вентилей 19-30, узел коммутации из источника 31 смещения, состоящего из коммутирующего конденсатора 32 и источника 33 подзаряда. К источнику 31 смещения подключены разноименными силовыми электродами полностью управляемые вентили 34-35 и вспомогательные управляемые вентили 36-41. При необходимости для ограничения скорости нарастания тока в контуре коммутации могут быть включены двухобмоточный дроссель 42 и диод 43. Выводы постоянного тока силового моста управляемых вентилей и моста обратных вентилей подключены к входным выводам. Средние выводы цепочек управляемых вентилей силового моста и моста обратных вентилей попарно объединены и образуют выводы для подключения нагрузок. Входные выводы через полностью управляемые вентили 34-35 и вспомогательные управляемые вентили 36-41 связаны с диодами 13-18 моста обратных вентилей. К выходным выводам 44-46 подключена нагрузка 50, а нагрузка 51 к выводам 47-49 (фиг.2).

Узел коммутации (вариант на фиг.3) содержит цепочку из последовательно соединенных источника 31 смещения, полностью управляемого вентиля 34 и управляемых вентилей 52 и 53.

Устройство управления инвертором (фиг.4) содержит задающий генератор 54, распределитель 55 импульсов, блок 56 логики, блок 57 формирования длительности импульсов и выходные усилители 58.

Инвертор работает следующим образом.

Пусть открыты управляемые вентили 1, 2, 3, 4, 11 и 12. Ток проходит по цепи: 1 фазы А и С нагрузки 50-11 и 3 фазы В и С нагрузки 50-11, а также по цепи: 2 фазы А и С нагрузки 51-12 и 4 фазы В и С нагрузки 51-12. При появлении импульса на выходе задающего генератора 54 изменяется состояние распределителя 55 импульса и блока 56 логики. Выходные усилители 58 снимают сигналы управления с управляемых вентилей 1 и 2. Отпирается полностью управляемый вентиль 34 и вентили 21, 22, 39. По окончании переходного процесса ток фазы А нагрузок замыкается по цепи: 34-32-42-39-21 фазы А и С нагрузки 50-11 и 34-32-42-39-22 фазы А и С нагрузки 51-12. По окончании схемного времени по сигналу блока 57 формирования длительности импульсов и блока 56 логики соответствующие выходные усилители 58 выключают полностью управляемый вентиль 34 и ток фазы А нагрузок замыкается по цепи: 16-21 фазы А и С нагрузки 50-11-16 и 16-22 фазы А и С нагрузки 51-12-16. Очередные вступающие в работу управляемые вентили силового моста отпирают в соответствии с алгоритмом управления по сигналу блока 57 формирования длительности импульсов и блока 56 логики.

При варианте выполнения узла коммутации, приведенном на фиг.3, для выключения управляемых вентилей анодной группы отпирают полностью управляемый вентиль 34, вентиль 52 и один из вспомогательных вентилей 39-41. При выключении управляемых вентилей катодной группы отпирают полностью управляемый вентиль 34, вентиль 53 и один из вспомогательных управляемых вентилей 36-38.

В инверторе ток в открытых управляемых вентилях определяется нагрузкой, что позволяет исключить делители тока и благодаря этому улучшить массогабаритные показатели инвертора, повысить КПД.

Использование: в преобразователях постоянного напряжения в переменное, а также в преобразователях частоты. Сущность изобретения: устройство содержит силовой мост управляемых вентилей (УВ) 1 12, мост обратных вентилей (МОВ) 13 30, вспомогательные УВ 36 41 по количеству УВ силового моста и узел коммутации из источника смещения и подключенных к нему разноименными силовыми электродами полностью управляемых вентилей (ПУВ) 34 и 35. Каждая фаза силового моста УВ и МОВ содержит цепочки из последовательно включенных УВ, количество которых равно числу пар выводов для подключения нагрузок. В силовом мосте УВ одноименные свободные электроды цепочек УВ подключены к входным выводам. В МОВ свободные силовые электроды цепочек УВ связаны через диоды с входными выводами, а через вспомогательные УВ с одноименными силовыми электродами ПУВ. Средние выводы цепочек УВ силового моста и МОВ попарно объединены и образуют выводы для подключения нагрузок. Ток в УВ определяется нагрузкой. 4 ил.

ИНВЕРТОР, содержащий силовой мост управляемых вентилей, мост обратных вентилей, вспомогательные управляемые вентили по количеству управляемых вентилей силового моста и узел коммутации из источника смещения и подключенных к нему разноименными силовыми электродами полностью управляемых вентилей, свободные силовые электроды которых подсоединены к входным выводам, к выходным выводам разноименными силовыми электродами подключены управляемые вентили моста обратных вентилей, противоположные силовые электроды которых соединены через диоды с выводами постоянного тока силового моста управляемых вентилей, а через вспомогательные управляемые вентили соединены с одноименными силовыми электродами полностью управляемых вентилей узла коммутации, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей инвертора и повышения КПД, в каждую фазу силового моста управляемых вентилей и моста обратных вентилей введены цепочки из последовательно включенных пар управляемых вентилей, в силовом мосте управляемых вентилей одноименные свободные силовые электроды цепочек управляемых вентилей подключены к общим точкам анодов и катодов управляемых вентилей моста, в мосте обратных вентилей свободные силовые электроды цепочек управляемых вентилей связаны через диоды с выводами постоянного тока силового моста, а через вспомогательные управляемые вентили с одноименными силовыми электродами полностью управляемых вентилей, средние выводы цепочек управляемых вентилей силового моста и моста обратных вентилей попарно объединены и образуют выводы для подключения нагрузок.