Автономный инвертор Советский патент 1984 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к преобразвательной технике и может быть использовано S установках покяаенной частоты, в частности для сварки металлов и прожига дефектной изоляции кабеля.

Известны автономные инверторы с повышенной устойчивостью инвертирования при изменении нагрузки, содержащие тиристорный мост, с коммутирующем LC -контуром в дИагонгши переменного тока, подключенный к выводам источника питания через дроссель фильтра, параллельно тиристорному мосту подключены цепочка из конденсатора и дросселя и через токоограничивающий дроссель с отпайкой и разделительный конденса ор цепь нагрузки flj.

Недостатком этих автономных инветоров является их относительная сложность..

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является автономный инвертор, содержащий два тиристора, шунтированных обратными диодами, защитный дроссель со средней точкой, включенную между тиристорами последовательно с ними коммутирующую LC -цепочку, один из выводов которой подсоединен к средней точке защитного дросселя, нагрузка подключена параллельно коммутирующей LC -цепочке 2,

Недостатком этого инвертора является неработоспособность в режимах, близких к короткому замыканию. Из-за отсутствия колебательного процесса отключение тиристоров в цепи невозможно.

Цель изобретения - обеспечение устойчивости работы при изменении нагрузки в широком диапазоне от холостого хода до короткого замыкания.

Указанная цель достигается тем, что автономный инвертор, содержащий подключенную к выводам источника питания последовательную цепочку из двух тиристоров, зашунтированных обратными диодами, и включенного между ними защитного дросселя со средней точкой, коммутирующую последовательную LC -цепочку, параллельно которой подключена цепь нагрузки, соединенную со средним выводом источника питания, снабжен дополнительной последовательной LC -цепочкой, включенной между средней точкой защитного дросселя и основной LC-цепочкой.

На чертеже представлена электрическая схема автономного инвертора, подключенная к источнику питания со средним выводом.

Автономный инвертор содержит два тиристора 1 и 2, шунтированные обратными диодами 3 и 4, защитный

дроссель 5 со средней точкой, включенный между тиристорами 1 и 2, параллельно коммутирующему дросселю 6 и конденсатору 7 включена переменная нагрузка 8, дополнительные конденсатор 9 и дроссель 10 подключены одним концом к средней точке защитного дросселя 5, а противоположным концом - к общей точке коммути{)уютего дросселя 6 и переменной нагрузке 8.

Схема инвертора расчитана так, что процесс в ней имеет колебательный характер. Если элементы инвертора выбрать из условия, что емкост коияенсатора 7, обозначенная С, р«вна емкости конденсатора 9 - С-,

С

а ийдуктивиость дросселя б, обозначенная 1, , равна сумме индуктивностей дросселя 10 - и половине индуктивности дросселя 5 - i/,j , то

Ц-ЧтЧ в автономных инверторах L,«L По

L, обычно

этому индуктивностью пренебрегают.

Собственная частота контура инвертора J

волновое,сопротивление

При сопротивлении нагрузки т.е. при холостсм ходе (x.Xi суммарная индуктивность и емкость коммутирующего контура инвертора равны С С.

.

2YL/c

При т.е. при коротком замыкании (к.з), .

.

.зг Рмг П:/с-.

Как видно из приведенных формул, собственная частота контура w неизменна. Изменяется только волновое сопротивление

.х.кз. .

Работу инвертора в установившемся режиме рассмотрим для двух гранич1тх условий холостого хода и короткого замыкания.

Иа холостом ходе при включении тиристора 1 происходит заряд конденсаторов 7 и 9 по цепи + источника питания - тиристор 1 - полови«а дросселя 5 - дроссель 10 конденсатор 9 - дроссель 6 - конденсатор 7 - О вывода источника питания. Отрицательная полуволна (разряд конденсаторов ) происходит по цепи О источника питания конденсатор 7 - дроссель 6 - конденсатор 9 - дроссель 10 - половина дросселя 5 - диод 3 - + источника питания. В течение промежутка времени, пока проводит ток встречный диод 3 на тиристоре 1 имеется небольшое обратное напряжение, обеспечивающее восстановление управляемости тиристора.

При коротком замыкании шунтируется контур, образованный дросселем б и конденсатором 7. Однако колебательный процесс с той же частотой в цепи сохраняется за счет дополнительно включенного конденсатора 9, дросселя 10 и дросселя 5. Наличие дополнительного коммутирующего колебательного контура обеспечивает восстановление управляемости тиристоров. Аналогично работает гштономный инвертор при вктоочении тиристора 2.

Таким образом, положительный эффект достигается за счет введения дополнительной LC- цепочки, последовательно включенной с основной коммутирующей LC -цепочкой, причем параметры дополнительной LC -це0почки выбраны из условия резонанса на той же частоте, что и основная LC -цепочка. При изменении нагрузки от холостого хода до короткого, замыкания собственная частота колебательного контура не изменяется,

5 что способствует надежному восстановлению управляемости тиристоров и обеспечивает устойчивую работу инвертора. При зтом защитный дроссель 5 продолжает выполнять свои

0 основные функции - ограничение крутизны нарастания тока через тиристоры .

По аналогичной схеме может быть Построен мостовой инвертор.

5

АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР,содержащий подключенную к выводам источника питания последовательную цепочку из двух тирибторов, зашунтированных обратными диодами, и включенного тиристорами защитного дросселя со средней точкой, коммутирующую последовательную LC-цепочку, параллельно которой подключена цепь нагрузки, соединенную со средним выводом источника питания, отличающийся тем, что, с целью обеспечения устойчивости работы при изменении нагрузки в широком диапазоне от холостого хода до крроткого замыкания, он снабжен дополнительной последовательной L,C -цепочкой, включенной между средней точкой защитного дросселя и основной ЦС-цепочкой.