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

ляемости прямых вентилей, что приводит к срьшу процесса инвертирования. Наиболее близким к предлагаемому является инвертор, содержащий два тиристорных моста, в диагональ пере манного тока каждого из которых включена цепочка, состоящая из двух конденсаторов, соединенных через коммутирующий дроссель, включенный п диагонашь переменного тока моста обратных вентилей, две последовательные цепочки, включенные каждая между разноименными группами тиристорных мостов и состоящие из фильтрового конденсатора и дополнительного коммутирующего дросселя, причем одна обкладка фильтрового конденсатора второй последовательной цепочки соединена с анодной группой второго тиристорного моста, а другая его обкладка - с анодной группо моста обратных вентилей, соединенно го катодной группой с анодной группой первого тиристорного моста, емкостной элемент, связанный с выходными выводами и шунтированный двумя цепочками, состоящими каждая из последовательно соединенных встречного вентиля и индуктивного элемент а также два фильтровых дросселя f3 Недостатками данной схемы являются повышенная емкость фильтровы конденсаторов, т.е. велика установленная мощность, а следовательно, и стоимость. Кроме того, велик уровен гармонических составляющих в выходном токе, что затрудняет питание на грузки, обладающей значительной нел нейностью, какими являются, наприме магнитострикционные ультразвуковые преобразователи. Целью изобретения является расши рение функциональных возможностей и удешевление. Поставленная цель достигается тем что инвертор снабжен двумя вспомогательными коммутирующими дросселями а в качестве индуктивных элементов использованы две первичные обмотки выходного трансформатора, первая из которых связана с катодной группой второго мОста обратных вентилей; с точкой соединения первой последовате льной цепочки и вспомогательного коммутирующего дросселя, включенного между указанной цепочкой и анодной группой второго тиристорного моста, и через первый фильтровой дроссель с положительным входным выводом, а вторая первичная обмотка связана с анодной группой первого моста обратных вентилей, с точкой соединения второй последовательной цепочки, с другим вспомогательным коммутирующим дросселем, включенным между указанной цепочкой и катодной группой первого тиристорного моста, и через второй фильтровой дроссель с отрицательным входным выводом, причем одна обкладка фильтрового конденсатора первой последовательной цепочки соединена с катодной группой первого тиристорного мОста, а другая его обкладка - с катодной группой первого моста обратных вентилей, анодная группа которого соединена с катодной группой второго тиристорного моЪта. Емкостной элемент может быть выполнен в виде одного конденсатора, а первичные обмотки выходного транс-, форматора снабжены .промежуточными отводами, соединенными каждый с соответствующими фильтровым и вспомогательным коммутирующим дросселями, а концы обмоток, соединенные с обкладками конденсатора, подключены к соответствующим мостам обратных вентилей. Кроме того, инвертор может быть снабжен дросселем насыщения, а емкостной элемент выполнен в виде двух . последовательно соединенных конденсаторов, каждый из которых шунтирован соответствующей указанной цепочкой из- встречного диода и первичной обмотки через дроссель насыщения, причем концы первичных обмоток, подключенные к конденсаторам, соединены с соответствующими фильтровыми дросселями и соответствующими мостами обратных вентилей, а другие их концы - с коммутирующими дросселями. На фиг.1 и 2 представлены схемы инвертора. Инвертор содержит два моста на тиристорах 1-8, мосты обратных вентилей 9-16, всречные вентили 17 и 18, коммутирующие конденсаторы 19-22, коммутирующие дроссели 23 и 24, по-следоватёльные цепочки, состоящие из дополнительных коммутирующих дросселей 25 и 26 и фильтровых конденсаторов 27 и 28, вспомогательные коммутирующие дроссели 29 и 30, конденсатор 31, выходной трансформатор 32 с двумя первичными обмотками 33 и 34 и вторичной обмоткой 35, к которой подключена нагрузка 36, фильтровые . дрОссели 37 и 38.. Схема на фиг.2 содержит дроссель насыщения 39 и второй конденсатор 40. Инвертор (фиг.1) работает следующим образом. В первом такте открываются тиристоры 1 и 2 и ток протекает по контурам 27-25-33-1-19-23-20-2-27 и 31-1-19-23-20-2-30-34-31. Величина индуктивности кг1ждого из коммутирующих дросселей 25, 26, 29 и 30 выбирается в два раза больше, чем индуктивность дросселей 23 и 24. Это обеспечивает равенство напряжений на всех коммутирующих дросселях, поскольку каждый такт, работы инвертора по диа гональному дросселю протекает сумма токов, протекающих через дроссели, включенные последовательно с фильтр выми конденсаторами.При этом в моме включения тиристоров 1 и 2 вентили и 12 остаются закрытыми, поскольку контурах 23-9-25-33-31-12-23 и 23-9-27-30-34-12-23 напряжения на коммутирующих дросселях, полярность которых указана на фиг.1, уравновешены и к вентилям 9 и 12 будет приложено обратное напряжение, равное питающему. Во второй половине полупериода тока, когда напряжение на :коммутирующих дросселях принимает полярность, указанную на фиг.1 (в скобках) и сумма этих напряжений пр восходит напряжение питания, до которого заряжены фильтровые конденсаторы 27 и 28, открываются вентили 10 и 11. С этого момента прекращается ток по тиристорам 1 и 2 и перезаряд коммутирующих конденсаторов 19 и 20 на заданном уровне и протекает ток сброса избыточной реа тивной энергии, запасенной в комму|тирующих дросселях 23, 25 и 30, по контурам 23-10-25-33-31-11-23 и 23-10-27-30-34-11-23. При этом ток. сброса протекает по первичным обмоткам выходного трансформатора в том же напряжении, что и ток прямых тиристоров инвертора 1 и 2. в нагру ке 36 токи, протекающие через первичные обмотки, суммируются. Во втором такте открываются тиристоры 5 и 6 и ток протекает внача ле по контурам 31-33-29-5-21-24-22-6-31 и 28-5-21-24-22-6-34-34-26-28 а затем, когда открываются вентили 14и 15, протекает ток сброса избыточной реактивной энергии, накоплен ной в коммутирующих дросселях по ко турам 24-14-31-34-26-15-24 и 24-14-33-29-28-15-24. При этом ток тиристоров и ток сброса протекает п первичным обмоткам в другом направлении по отношению к току первого т та. Таким образом, за два такта раб ты инвертора формируется полный период выходного тока. В следующих тактах работы инвертора, когда откр ваются тиристоры 3, 4 и 7 и 8 проце сы повторяются аналогично описанном С возрастанием сопротивления нагрузки увеличивается напряжение на первичных обмотках выходного трансформатора, которое прикладвавается к мостам инвертора и критическая вели чина амплитуды которого составляет 0,8-0,9 от питающего напряжения. Ог раничение выходного напряжения на заданном уровне достигается путем сброса избыточной энергии, запасенн в нагрузке, и созданием дополнитель ных путей высокочастотного тока мостов инвертора через встречные вентили помимо первичных обмоток. Встречные вентили 17 и 18 открываются в разные полупериоды выходного напряжения, и ток сброса излишней энергии, накопленной в нагрузке, протекает по контурам 33-30-17 и 34-18-30. Регулирование соотношения вольтодобавГочных витков и витков первичной обмотки позволяет регулировать уровень ограничения напряже- . ния, прикладываемого к мостам инвертора. В схеме, изображенной на рис.2, ограничение напряжения на первичных обмотках выходного траксфс матора достигается путем сброса избыточной энергии, накошшввоА а нагрузке, и создания путей высокочастотного тока мостов инвертора псмнмо пер вичных обмоток, когда открываются вентили 17 и 18. Эти вентили открываются с момента, когда напряжение на первичных .обмотках превзойдет напряжение на конденсаторах 31 и 40 и протекает ток сброса избыточной энергии в нагрузке по контурам 33-31-39-17-33 и 34-18-39-40. Ограничение амплитуды напряжения на первичных обмотках возможно от уровня, равного половине питающего напряжения, до которых заряжены конденса- оры 31 и 40, включенные последовательно по отношению к источнику питания, и выше в зависимости от времени перемагничйвания дросселя 39. Формула изобретения 1. Последовательный автономный инвертор; содержащий два тиристорных моста, в диагональ переменного тока каждого из которых включена цепоч- ; ка, состоящая из двух конденсаторов, соединенных через коммутирующий дроссель, включенный в диагональ переменного тока моста обратных вентилей, две последовательные цепочки, включенные каждая между разноименными группами двух тиристорных мостов и состоящие из фильтрового конденсатора и дополнительного коммутирующего дросселя, причем одна обкладка фильтрового конденсатора второй последовательной цепочки соединена .с анодной группой второго тиристорного моста, а другая его обкладка - с анодной группой.моста обратных вентилей, соединенного катодной группой с анодной группой первого тиристорного моста, емкостной элемент, связанный с выходньоли выводами и шунтированный двумя цепочками, состоящими каждая из последовательно соединённых встречного вентиля и индуктивнот го элемента, а также два фильтровых дросселя, отлич. ающийся тем-, что, с целью расширения функци нальных возможностей и удешевления он снабжен двумя вспомогательньпли коммутирующими дросселями, а в качестве индуктивных элементов кспользованы две первичные обмотки вы ходного трансформатора, первая из которых связана с катодной группой второго моста обратных вентилей, с точкой соединения первой последовательной цепочки и вспомогательного коммутирующего дросселя, включен- ного между указанной цепочкой и ано ной группой второго тиристорного моста, и через первый фильтровой дроссель - с положительным входным выводом, а вторая первичная обмотка связана с анодной группой первого моста обратных вентилей, с точкой соединения второй последовательной цепочки, с другим вспомогательным коммутирукяцим дросселем, включенным между указанной цепочкой и катодной группой первого тиристорного моста и через второй фильтровой дроссель с отрицательным входтал выводом, причем одна обкладка фильтрового конденсатора первой последовательной цепочки соединена с катодной группой первого тиристорного моста, а другая его обкладка - с катодной гр уппой первого моста обратньк вентилей , анодная группа kOTOporo соединена с катодной группой второго тиристорного моста. 2,Инвертор ПОП.1, отлича ю щ и и с я тем, что емкостной элемент выполнен в виде одного конденсатора, а первичные обмотки выходного трансформатора снабжены промежуточными отводами, соединенными каждый с соответствующими фильтровым и вспомогательным коммутирующими дросселями, а концы обмоток, соединенные с обкладками конденсатора ,. подключены к соответствующим мостам обратных вентилей. 3.Инвертор по П.1, отличающийся тем, что он снабжен дросселем насыщения, а емкостной элемент выполнен в виде двух последовательно соединенных конденсаторов, каждый из которых шунтирован соответствующей указанной цепочкой через дроссель насыщения, причем концы первичных обмоток, подключенные к конденсаторам, соединены с соответствующими фильтровыми дросселями и соответствующими мостами обратных вентилей, а другие их концы - с коммутирующими дросселями. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 601576, кл. Н 02 М 7/515, 1977. 2j. Авторское свидетельство CCCJ 425283, кл. Н 02 М 5/42,l974. 3. Авторское свидетельство СССР по заяйке 2730527/07, кл. Н 02 М 7/515, 1979.

5

s

-Mrт-

r

АЛл.л

i-JUe

C -r- M

в

Kb

«

;i%

nW«W AAS3

-4

Црпг

+, т

%

йС

s ЛТ 5

o

I

S