Автономный инвертор Советский патент 1983 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к преобразо вательной технике и может найти широкое применение при проектировании источников питания для индукционнор плавки металлов, нагрева кузнечных заготовок и литья алюминия в электромагнитный кристаллизатор. Известен автономный инвертор, содержащий подключенные к входным зажимам через дроссель фильтра тиристорные мосты с коммутирующим конденсатором в диагонали,а также две последовательные цепи из конденсаторов фильтра и коммутирующих дросселей, диод, включенный между общими точками конденсаторов фильтра и ком мутирующих дросселей, последние выполнены гчагнитосвязаннымИр причем один из коммутирующих дросселей присоединен со стороны прложитель-но входного зажима,а другой - со стороны отрицательного входного закима |;il Недостатками данного инвертора являются несинусоидальность формы кривой выходного тока и наличие в ней постоянной составляющей, равной среднему значению тока срабатывающи ДИОДОЕ .. Известен также автономный инвертор , образованный мостом,, подключен ным к входнЕйм зажимам через фильтро вые дроссели, одна диагональ которого образована фильтровБп- конденса ром, а другая диагональ - последова тельно соединенными коммутирующими дросселями и нагрузкой, причем два синфазных плеча образованы сбрасыва щими диодами, а два других - тиристорно-конденсаторными мостами 2 Недостатки указанного инвертора .также обусловлень несинусоидал ностью формы кривой выходного тока и наличием постоянной составляющей, равной среднему значению тока сбрасывающих диодов. Наиболее близким по технической сущности к предлсмгаемому является автономный инвертор, содержащий две тиристорно-конг1енсаторные ячейки, подключенные к источнику питания, защунтированному Фильтровым конденсатором, чЪрез сглаживающий дроссел разделительный конденсатор, KOMivtyтирующий дроссель, сбрасывающий диод ц нагрузку, причем цепь нагрузки включена последовательно с разделительным конденсатором и коммутирую щим дросселем, а к общей точке соединения последних анодом подключен сбрасывающий диод, катод которого подключен к положительному зажиму источника питания з . К недостаткам известного инверто следует отнести несинусоидальность формы кривой выходного тока и нгаличие в ней постоянной составляющей, что при питании электромагнитного сристаллизатора через понижающий трансформатор снижает коэффициент использования последнего и увеличивает потери в стали. Цель изобретения - улучшение формы к-ривой выходного тока путем симметрирования его положительной и отрицательной полуволн. Поставленная цель достигается тем, что автономный инвертор, содержащий подключенные к источнику питания, зашунтированному фильтровым конденсатором, через сглаживающий дроссель два тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналях и последовательную цепочку, состоящую из разделительного конденсатора, коммутирллощего дросселя и цепи нагрузки, причем между точками соединения конденсатора с дросселем цепочки и положительного вывода ис.точника питания со сглаживающим дросселем включен сбрасывающий диод, снабжен аналогично включенными дополнительными сглаживающим дросселем, последовательной цепочкой и сбрасывающим диодом, прн-чем кажл.ый тиристорный мост с соответствующей последовательной цепочкой подключен к источнику питания через свой сглаживающий дроссель, а цепь нагрузки включена через «трансформатор, полуобмотки первичной обмотки которого включены последовательно с ког№1утирующими дросселями цепочек и общей точкой соедине- ны с отрицательньгм выводом источника питания. Па фиг с 1 -представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого инвертора; на фиг. 2 - временные диагра№-1Ы, поясняющие-его работу. Автономный инвертор содержит два тиристорных моста 1 и 2, первый из которых включает тиристоры З-б, а второй - тиристоры 7-10, коммутирующие конденсаторы 11 и 12 соответственно мостов 1 и 2, подключенные к источнику 13 питания, зашунтированному фильтровым конденсатором 14, через сглаживающий дроссель 15, разделительный конденсатор 16, коммутирующий дроссель 17, сбрасывающий диод 18 и нагрузку 19, дополнительные с глаживающ.ий дроссель 20, разделительный конденсатор 21, коммутирующий дроссель 2.2 и сбрасывающий диод 23, причем н-агрузка 19 подключена через трансформатор 24, первичная обмотка 25 которого имее-т выведенную среднюю точку, соединенную с отрицательным выводом источника 13 питания, а полуобмотки соединены последовательно с коммутирующими дросселями 17 и 22, рбразуя диагональ сложного моста, одной парой плеч которого служат два сбрасывающих диода 18 и 23, объединенные катоды которых соединены с , положительным выводом источника 13

питания, а другой парой плеч служат две LC-цепочки, образованные сглаживающими дросселями 15 и 20 и раэделительньП 1И конденсаторами 16 и 21.

Автономный инвертор в кваэиустановившемся режиме работает следующим образом.

Разделительные конденсаторы 16 и 21 нормально заряжены через сглаживающие дроссели 15 и 20, коммутирующие дроссели 17 и 22 и полуобмот-г ки первичной обмотки 25 трансформатора 24 до напряжения источника 13 питания, фильтровый конденсатор 14 также заряжен до напряжения источника 13 питания.

Пусть коммутирующие конденсаторы 11 и 12 мостов 1 и 2 имеют полярность напряжения, указанную на фиг.1 При включении тиристоров 3 и 5 начинается колебательный перезаряд коммутирующего конденсатора 11 по цепи: разделительный конденсатор 16, тиристор 3, коммутирующий конденсатор 11, тиристор 5, полуобмотка первичной обмотки 25 трансформатора 24, коммутирующий дроссель 17. и разделительны конденсатор 16. Полярность напряжения на кoммyтиpyющe дросселе 17 и полуобмотке первичной обмотки 25 трансформатор а 24 такова, что диод 18 закрыт,

При переходе тока тиристоров 3 и 5 через максимальное значение полярность, указанных напряжений меняется

на противоположную и как только суммарное напряжение на этих элементах станет напряжения фильтрового конденсатора 14, включается дисд18, сбрасывая излишнюю часть энергии с коммутируьэщего дросселя 17, трансформатора 24 и нагрузки 19 на фильтровый конденсатор 14, ограничивая тем самым рост напряжения на элементах схемы. Ток тиристоров 3 и 5 при этом резко падает и они выключаются.

Далее аналогично протекают процессы при включении тиристоров 7 и 9 моста 2, но ток нагрузки протекает при этом в противоположном направлении, формируя отрицательную полуволну, симметричную с предыдущей положительной полуволной. Затем включаются тиристоры 4 и 6 и заканчивается полный цикл работы тиристоров 8 и 10

На фиг. 2. представлены диаграммы: а - тока i тиристоров 3, 5 и 4, 6 моста 1; б - тока i тиристоров 7, 9 и 8, 10 моста 2; в - выходного тока I инвертора; г - тока i диодов 18 и 23; д - напряжения U на коммутирующем конденсаторе 11 моста 1; е - напряжения U на тиристорах 3 и 5 моста 1. .

Таким образом, используя предлагаемую схему автономного инвертора удается существенно приблизить к синусоидальной форму кривой выходного тока

IL-W

,-&5

АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий подключенные к источнику питания, зашунтированному фильтровым конденсатором, через сглаживающий дроссель два тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагона лях и последовательную цепочку,сое- тояыую из разделительного конденсатора, коммутирующего дросселя и цепи нагрузки, причем между точками соединения конденсатора с дросселем цепочки и положительного вывода источника питания со сглаживающим дросселем включен сбрасывающий диод, о т л и -. ч-ающийся тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного тока путем симметрирования его положительной и отрицательной полуволн, он снабжен аналогично включенными дополнительными сглаживающим дросселем, последовательной цепочкой и сбрасывающим диодом, причем каждый тиристорный мост с соответствующей последователь-§ ной цепочкой подключен к источнику питания через свой сглаживающий дроссель, а цепь нагрузки включена через трансформатор, полуобмотки, первичной обмотки которого включены последовательно с кoм 1yтирующими дросселями .цепочек и общей точкой соединены с отрицательным выводом источника питания. 4 :л : j :о

W5.Z

3,5

, t

-.