АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР Российский патент 2000 года по МПК H02M3/305 H03K3/57 

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в преобразователях с изменяющейся нагрузкой, например в преобразователях с емкостным накопителем.

Известен последовательный инвертор (авторское свидетельство СССР N 838965, кл. H 02 M 7/515, 1981), содержащий подключенные к входным выводам цепочку из двух последовательно соединенных конденсаторов и последовательную цепочку из двух тиристоров и двух обмоток дросселя, общая точка которых соединена с общей точкой конденсаторов через первичную обмотку выходного трансформатора, причем дополнительные обмотки трансформатора одними концами подключены к положительному входному выводу через дополнительные тиристоры, а вторыми связаны с отрицательным входным выводом, соединенным с одним концом дополнительной обмотки дросселя.

Недостатками такого инвертора является сложность конструкции и необходимость в специальных индуктивных элементах.

Известен также автономный инвертор тока (авторское свидетельство СССР N 936300, кл. H 02 M 7/515, 1982), содержащий тиристорный мост с подключенными на его выходе конденсаторами, вентильный мост, выводами постоянного тока через реакторы подключенный к шинам питания тиристорного моста, фазосдвигающий трансформатор, включенный между выводами переменного тока тиристорного и вентильного мостов.

Однако этот автономный инвертор тока отличается значительными массогабаритным показателями.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для заряда накопительного конденсатора (авторское свидетельство СССР N 651457, кл. H 03 M 3/335, 1979), который содержит тиристоры, диоды, дроссели, конденсаторы, выпрямительный элемент и накопительный конденсатор.

Однако изготовленное по этому принципу устройство для заряда накопительного конденсатора характеризуется сложностью схемы, увеличенным массогабаритным показателем за счет малого коэффициента использования дросселей, а также увеличенной длительностью заряда за счет того, что приращение энергии заряда за цикл одинаково в течение всего времени заряда.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей автономного инвертора за счет оптимизации заряда накопительного конденсатора.

Поставленная задача достигается тем, что в автономном инверторе, содержащем шесть тиристоров, два диода, три дросселя, конденсатор, выпрямительный элемент и накопительный конденсатор, в отличие от прототипа в схему введены третий и четвертый диоды и фильтровый конденсатор, причем тиристоры и диоды соединены в схему однофазного мостового инвертора, в диагональ которого подключен накопительный конденсатор через выпрямительный элемент, а дроссель, подключенный к входной цепи, магнитосвязан с дросселем, замкнутым накоротко тиристорной парой.

На чертеже приведена схема предлагаемого автономного инвертора.

Устройство содержит фильтровый конденсатор 1, включенный параллельно источнику питания, магнитосвязанные дроссели 2, 3, первый тиристор 4 и второй тиристор 5, соединенные в общую цепь с дросселем 3, третий тиристор 6, четвертый тиристор 7, пятый тиристор 8, шестой тиристор 9, первый диод 10, второй диод 11, третий диод 12, четвертый диод 13, причем тиристоры и диоды соединены в схему однофазного мостового инвертора, в диагональ которого включен дроссель 14, конденсатор 15 и выпрямительный элемент 16 с накопительным конденсатором 17 на выходе.

Устройство работает следующим образом.

Режим 1. Тиристоры 4 и 5 открыты и дроссель 3 оказывается замкнутым накоротко. При работе схемы через дроссель 2 протекает изменяющийся входной ток, вызывая противоэдс в дросселе 3, компенсирующую воздействие дросселя 2 на входной ток. Таким образом, дроссель 2 не оказывает влияния на работу схемы.

При отпирании тиристоров 6 и 9 конденсатор 15 заряжается от источника питания через дроссель 14 и нагрузку 17 через выпрямитель 16. В момент времени, определяемый параметрами схемы, происходит переход тока с тиристоров на обратные диоды 10, 13 и конденсатор начинается разряжаться на нагрузку 17 через выпрямительный элемент 16 и фильтровый конденсатор 1 до тех пор, пока ток диодов не достигнет нуля. При включении следующей пары тиристоров 7, 8 процесс повторяется. При этом изменение напряжения на нагрузке за период остается постоянным.

Режим 2. В момент времени, определяемый параметрами нагрузки, происходит запирание тиристорной пары 4, 5. Цепь индуктивности 3 оказывается разомкнутой и указанный дроссель не оказывает влияние на схему автономного инвертора. Дроссель 2 имеет большую индуктивность и ток через него оказывается практически постоянным.

Мощность на нагрузке 17 за вычетом потерь равна произведению входного тока и напряжения. При работе схемы в первом режиме стабилизация мощности на нагрузке происходит за счет стабилизации напряжения вследствие того, что автономный инвертор работает в режиме генератора напряжения. При работе схемы во втором режиме изменение напряжения не оказывает значительного влияния на стабильность мощности. Она обеспечивается за счет стабилизации тока, так как в данном случае автономный инвертор работает в режиме генератора тока.

Таким образом происходит оптимизация заряда накопительного конденсатора за счет стабилизации мощности.

Данная конструкция схемы автономного инвертора также позволяет регулировать значение входного тока через дроссель 2 посредством варьирования угла отпирания тиристоров 4 и 5 в цепи дросселя 3, что позволяет регулировать выходную мощность автономного инвертора.

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в преобразователях с изменяющейся нагрузкой, например в преобразователях с емкостным накопителем. Техническая задача: расширение функциональных возможностей автономного инвертора за счет оптимизации заряда накопительного конденсатора. Автономный инвертор, содержащий шесть тиристоров, два диода, три дросселя, конденсатор, выпрямительный элемент и накопительный конденсатор, отличается тем, что в схему введены третий 12 и четвертый диоды 13 и фильтровый конденсатор 1, причем тиристоры 6-9 и диоды 10-13 соединены в схему однофазного мостового инвертора, в диагональ которого подключен накопительный конденсатор 17 через выпрямительный элемент 16, а дроссель 2 большой индуктивности, подключенный к входной цепи, магнитосвязан с дросселем 3, замкнутым накоротко тиристорной парой 4,5. 1 ил.

Автономный инвертор, содержащий шесть тиристоров, первый и второй диоды, три дросселя, конденсатор, выпрямительный элемент и накопительный конденсатор, отличающийся тем, что в схему введены третий и четвертый диоды и фильтровый конденсатор, включенный параллельно источнику питания, причем первый - четвертый диоды и третий - шестой тиристоры соединены в схему однофазного мостового инвертора, в диагональ которого подключен накопительный конденсатор через выпрямительный элемент, один из дросселей и конденсатор включены в диагональ однофазного мостового инвертора, а два других дросселя магнитосвязаны, причем один из них подключен к входной цепи, а другой замкнут накоротко первым и вторым тиристорами.