Последовательный автономный инвертор Советский патент 1983 года по МПК H02M7/515 

(54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразователям постогшного напряжения в переменное, и может найти применение при индукционном нагреве и плавке металлов.

По основному авт. св. № 599324 известен последовательный автономный инвертор, который содержит две мостовые ячейки с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока, подключенные к выводам источника питания дроссели фильтра, причем конденсаторы фильтра подключены через первичные обмотки коммутирующих дросселей параллельно указанным ячейкам и выходным выводам, образованным катодными группами этих ячеек, каждая вторичная обмотка указанного кoм Iyтиpyющего дросселя через отсекающие диоды подключена к обкладкам фильтрового конденсатора противофазной ячейки.

К недостаткам данного последовательного автономного инвертора следует отнести высокий уровень нгшряжения на

элементах схемы при его работе на ак- тивно-индуктивную нагрузку, что снижает нагрузочный диапазон работы преобра зователя. Вызвано это тем, что в нагрузочной ветви появляется дополнительная индуктивность, с которой (в отличии от коммутирующей) не сбрасывается излйш няя энергия, вызьгеающая увеличение напряжения на элементах схемы, что может привести к выходу их из строя.

Цель изобретения - расширение нагрузочного диапазона.

Поставленная цель достигается тем, что в последовательный автономный инвертор введены датчик напряжения, два диода, два устройства сравнения, два формирователя импульсов, два тиристора и источник опорного напряжения, подклк ченный к первым входам устройств сравнения, вторые входы которых подключены к однок1у выходу датчика напряжения, а третьи входы - к другому выходу датчика напряжения через разнополярно включенные диоды, выходы устройств сравнения подключен к входам формирователей им пульсов, выходы которых подключены к управляющим электродам дополнительных тиристоров, которые включены между общими катодами соответствующих моетовьк ячеек и точкой соединения первич ной обмоткой коммутирующего дросселя собственной мостовой ячейки и фильтрового конденсатора, а входы датчика напряжения подключены к вьтодам для подключения нагрузки. На чертеже изображена схема последовательного автономного инвертора. Последовательнь1Й автономный инверт содержит блок 1 управления, источник 2питания и последовательный автономный инвертор, состоящий из двух мосто.вых ячеек 3 и 4 (тиристоры 5-8 ячей 3и тиристоры 9 - 12 - ячейки 4) с коммутирующими конденсаторами 13 и 14 в диагоналях перемешюго тока, подключенных к выводам источника 2 через дроссели 15 - 18 фильтра, причем конденсаторы 19 и 2О фильтра подключены через перви шые обмотки 21 vi 22 комму тирующих дросселей 23 и 24 параллельн указанньпи ячейкам 3 и 4 и выходдлым вы водам, образованным катодными группами этих ячеек 3 и 4, при этом каждая вторичная обмотка 26 (27) указанного ком мутйрующего дросселя $.3 (24) через отсекающие диоды 28 и 29 подключена к обкладкам фильтрового конденсатора 20 и 19 противофазной ячейки 4 и 3 допо/шительные тиристоры 30 и 31, подключенные каждый параллельно последовательной цепочке из конденсатора 19 и , 20 фильтра и выходных выводов; датчик напряжения 32, включенный параллельно выходным выводам 25, диоды 33 и 34, устройства 35 и 36 сравнения, источник 37опорного напряжения .и формирователе 38и 39 управл5аощих импульсов дополнительных тиристоров ЗО и 31, причем один из диодов 33 катодом, а другой 34 анодом подключены к одному из выходных вьшодов датчика 32 напряжения, к другому выводу которого подключены входами устройства 35 и 36 сравнения, к другим входам которых подключены анодом одш из диодов 33 и катодом другой 34, при этом к управляющим входам устройства 35 и 36 сравнения подключен источник 37 опорного напряжения а к управляющим выходам - формирова-. тели 38 и 39 управляющих импульсов допогшТГгельных тиристоров 30 и 31. Статический преобразователь постоянного напряжения в переменное работает следующим образом. Конденсаторы 19 и 20 фильтра нормально заряжены до напряжения источника 2 через дроссели 15-18 фильтра, и первичные обмотки 21 и 22 коммути-. рующих дросселей 23 и 24. Пусть коммутирующ:ие конденсаторы 13 и 14 имеют полярность напряжения, указанную на фиг. 1. При включении тиристоров 5 и 7 ком мутирующий конденсатор 13 начинает перезаряжаться через первичную обмот- icy 21 коммутирующего дросселя 23 и нагрузку 25. При этом напряжение на первичной 21 н вторичной 26 обмотках коммутирующего дросселя 23 имеет полярность, указанную на фиг. 1. При переходе тока тиристоров 5 и 7 через максимальное значение полярность напряжения на указанных обмотках 21 и 26 меняется на противоположную и кшс Т9лько величина напряжения на обмотке 26 станет, выше напряжения фильтрового конденсатора 2О, включается диод 28, сбрасывая излишнюю реактивную энергию с ком.мутирующего дросселя 23 на фильтровой конденсатор 20. Ток тиристоров 5 и 7 при этом резко падает и они выютючаются. Аналогично протекают процессы и при включении очередных тиристоров 9 и 11, а затем при включении тиристоров 6 и 8 и далее - тиристоров 1О и 12. Таким образом, за время работы всех тиристоров на нагрузке имеется два периода синусоидального напряжения. Как только напряжение на нагрузке 25 превысит заданное значение (заданное значение задается источником 37 опорного напряжения) сигнал с устройства 35 или 36 сравнения подается на включение формирователя 38 или 39 управляющих импульсов, который и включает дополнительный тиристор ЗО или 31, в зависимости от полярности полуволны выходного напряжения, которое подается через диоды 33 или 34 на управляющие входы устройства 35 и 36 сравнения. При этом происходит сброс излишней энергии не только с коммутирующих дросселей 23 и 24, но и с индуктивной составляющей нагрузки 25 на фильтровые конденсаторы 19 и 20, чем ограничивается рост напряжения и на элементах схемы, и на нагрузке 25. Таким образом, при введении дополнительных тиристоров 30 и 31 можно 51 ограничивать напряжение на нагрузке 25 до заданного значения, расширить на грузочный диапазон работы преобразоват ля (обеспечить работу при более высоко добротности нагрузочного контура), так как будет обеспечен сброс с индуктивной составляющей нагрузки 2Б. Формула изобретения Последовательный автоно)у(ный инвертор по авт. св. № 599324, отличающийся тем, что, с целью расширения нагрузочного диапазона, в него введены датчик напряжения, два диода, два устройства сравнения, два формирователя импульсов, два дополнительных тиристора и источник опорного напряжения, подключенный к первым входам 76 устройств ср авнения, вторые входы которых подключены к одному выходу датчика напря5ке:п1я, а третьи входы - к другому выходу датчика напряже ия через разнополярно включенные дноды, выходы устройств сравнения подключены к входам формирователей импульсов, выходы которых подключены к управляющим электродам дополнительных тиристоров, включенных между общими катодами coo ветствующих мостовых ячеек и точкой соединения первичной обмотки коммутирующего дросселя собственной мостовой ячейки и фильтрового конденсатора, а входы датчика напряжения подключены к вьтодам для подключения нагрузки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 599324, кл. Н 02 М 7/515, 1976.