Последовательный инвертор Советский патент 1984 года по МПК H02M7/515 

2. Инвертор по п.1, отличают и и с я тем, что выходной трансформатор снабжеч обмоткой обратной связи, которая через мостовой выпрямитель и дополнительный дроссель насыщения подключены параллельно фильтровому конденсатору.

1. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий входной фильтровый дроссель, соединенный одним выводом с эажимом. источника постоянного тока, а другим - с двумя дросселями делителя входного тока, вторые выводы которых соединены с первыми обкладками двух коммутирующих конденсаторов, вторые обкладки которых связаны с концги ш первичной обмотки выходного трансформатора, подключен ной средней точкой к другому зажиму источника постоянного тока, связанн г-«-- О 00 СП му через тиристоры с точками соедит нения дросселей делителя с первыми обкладками коммутирующих конденсаторов , а также коммутирунхцие дроссели, отл ич ающийся тем, что, с целью повьшения надежности путем ограничения напряжений при переменной нагрузке, о снабжен фильтровым конденсатором, двумя вентилями и дву мя дросселями насыщения, причем коммутирующие дроссели включены между вторыми обкладками коммутирующих конденсаторов и концами первичной обмотки, а соединения коммутирующих конденсаторов и дросселей через последовательные цепи из вентилей и дросселей насыщения соединены с точкой соединения фильтрового дросселя с дросселями делителя входного тока, которая через фильтровый конденсатор связана с противоположHfcw зажимом источника постоянного тока, а делитель входного тока выполнен без магнитной связи.

Изобретение относится к преобра зоватёль.ной технике и может быть HCпользовано в источниках питания.

Известны последовательные тиристорные инверторы, предназначенные для преобразования постоянного тока в переменный и представляющие собой одну, две и более инвертирующие ячейки или мосты с коммутирующими контурами Cl3.

Для повышения надежности при изменении сопротивления нагрузки применяется встречное включение диодов параллельно тиристорам, а также с целью ограничения напряжения на элементах инвертора диодно-дроссельные цепи сброса реактивной энергии.

Однако при нагрузке протекает ток форма которого имеет асимметрию, так как амплитуда обратного тока почти всегда меньше прямого (только в аварийном режиме корО1;кого э. ыкания они почти равны ). При использовании «нверторов со встречньв4и диодами в источниках питания в качестве звена тока повышенной частоты на выходе после выпрямителя необходимо устанавливать более мощный фильтр, чем это feuro бы в случае симметричного синусоидального тока.

Наиболее близким к предлагаемому является инвертор, содержащий входной фильтровый дроссель, соединенный одним выводом с входн{ м зажимом источннка постоянного тока, а вторым с двумя дросселями делителя входного тока, другие выводы которых соединены с выводами двух кокалутирующих конденсаторов, тиристоры, коммутирующие дроссели, выходной трансформатор, содержащий на сердечнике первичную обмотку со средней точкой, подключенной к второму .входному зажиму постоянного тока, и вторичную обмотку, подключенную кнагрузке. Для равномерного распределения тока между тиристорами, применен индуктивный делитель. При поочередном отпирании тиристоров по нагрузке, включенной через трансформатор со средней точкой, протекает ток по форме, близкой к синусоидальной 2J.

Однако при резко переменной нагрузке возникают либо большие перенапряжения на элементах инвертора, либо уменьшаете, еремя восстановления управляемости тиристоров, что уменьшает надежность,

Цель изобретения - повышение надежности инвертора при резко переменной нагрузке.

Поставленная цель достигается тем, что последовательный инвертор, содержащий входной фильтровый дроссель, соединенный одним выводом с зажимом источника постоянного тока, а другим - с двумя дросселями делителя входного тока, вторые выводы которых соединены с первыми обкладками двух коммутирующих конденсаторов, вторые выводы которых соединены с первыми обкладками двух коммутирующих конденсаторов, вторые обкладки которых связаны с концами первичной обмотки выходного трансформатора, подключенной средней точкой к другому зажиму источника постоянного тока, связанному через тиристоры с точками соединения дросселей делителя с первыми обкладками коммутирующих конденсаторов, а также коммутирующие дроссели, снабжен фильтровым конденсатором, двумя вентилями и двумя дросселями насьлцения, причем коммутирующие дроссели включены между . вторыми обкладками коммутирующих- конденсаторов и концами первичной обмотки, а точки соединения коммутирующих- конденсаторов и дросселей через последовательные цепи из венти- лей и дросЬелей насыщения соединены, с ТОЧКОЙ соединения фильтрового дросселя с дросселями делителя входного тока, которая через фильтровый конденсатор связана с противоположным зажимом источника постоянного тока,-а делитель выполнен без магнитной связи.

Кроме того, выходной трансформатор снабжен обмоткой обратной связи, которая через мостовой выпрямитель и дополнительный дроссель насыщения подключена параллельно фильтровому конденсатору.

На чертеже представлена принципильная схема последовательного инвертора.

Инвертор содержит входной фильтровый дроссель 1, соединенный с дроссеями 2 и 3 делителя входного тока, ильтровый конденсатор 4, вентили 5 б с последовательно соединенными

дросселями 7 и 8 насыщения, дополнительный дроссель 9 насыщения, тиристоры 10 и 11, коммутирующие конденг саторы 12 и 13, коммутирующие дроссели 14 и 15, выходной трансформатор

16с первичной обмоткой, разделенной на секции 17 и 18, обмоткой 19 обратной связи и вторичной обмоткой

20, мостовой вьшрямитель 21 и нагрузку 22.

Инвертор работает следующим образом.

От источника питания через дроссель 1 заряжается фильтровый конденсатор 4, а через дроссели 2 и 3 конденсаторы 12.и 13. Тиристоры 10 и.11 отпираются поочередно. При отпирании тиристора 10 протекает ток по цепи: конденсатор 13 - тиристор 10 - обмотка 18 - дроссель 15 - конденсатор 13. Если точкой обозначить начало обмоток, то импульс тока в секции 18 протекает от начала к концу. При отпирании тиристора 11 импульс тока протекает по цепи: конденсатор 12 - тиристор 11 - обмотка

17- дроссель 14 т- конденсатор 12, т.е. в первичной обмотке протекает обратный импульс тока. При поочередном отпирании тиристоров 10 и 11 по нагрузке 22 протекает переменный ток. При уменьшении нагрузки возрастают перенапряжения на элементах коммутирующих контуров инвертора.. Особенно опасны они для тиристоров 10 и 11, В данной схеме инвертора перенапряжения ограничиваются с помощью цепей из элементов 5 и 7 (6 и 8), Так, в случае возникновения перенапряжений -при протекании тока через тиристор 10 суммарное напряжени на дросселе 15 и секции 18 обмотки трансформатора будет превосходить величину входного напряжения на конденсаторе 4 о При этом через в ентиль б и дроссель 8 будет протекать ток, уменьшая избыточную реактивную энергий в контуре коммутации (сброс в источник питания), Это ограничивает

рост напряжения на запирающемся тиристоре 10„ Ток в секции 18 трансформатора совпадает по направлению с основным импульсом тока. В нагрузке 22 выделяется полезная мощность.

Аналогично действуеу второй контур сброса реактивной энергии (5 и 7 Ь Во избежание взаимовлияния цепей, состоящих из дросселей 2 и 3 и конденсаторов 12 и 13, при поочередном

О включении диодов 5 и 6 обмотки дросселей 2 и 3 делителя входного тока выполняются без магнитной связи,Второй аварийный режим - повышение сопротивления нагрузки. При этом режим

5 из колебательного превращается в

апериодический; Время для восст-ановления управляемости тиристоров 10 и 11 снижается и может произойти опрокидывание инвертора. Для исключения такого явления предназначен контур, содержащий мостовой выпрямитель 21, обмотку 19 и дроссель 9, При повышении сопротивления нчгрузки 22 растет напряжение и на обмотке 19, и на выпрямителе 21. При этом через дроссель 9 протекает ток в источник питания, а напряжение на обмотке 19 становится почти равным (по амплитуде) входнс у. Соответственно стаби- лизируется напряжение на нагрузке.

Таким образом, предлагаемая схема инвертора по сравнению с известными допускает изменение нагрузки отнуля до б есконечности, при этом время восстановления управляемости тиристоров и напряжение на них остаются в допустимых пределах. Это повышает надежность при обеспечении симметричного по форме синусоидального тока в нагрузке, В устройстве измене- нием параметров дросселей 7, 8 и 9 насыщения можно менять порог их переключения при настройке режима инвертора.

Таким образом может регулировать-.

5 ся напряжение на нагрузке и .тиристорах, что улучшает эксплуатационные характеристики инвертора.