Последовательный тиристорный инвертор Советский патент 1985 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к преобразователь ной технике и может найти широкое применение в качестве источника питания озонаторов повышенной частоты, а также других технологических целей. Известен тиристорный инвертор, состояш,ий из мостовых преобразовательных ячеек с коммутирующими конденсаторами в диагоналях 1. Недостатком устройства является отсутствие развязки между ячейками при использовании его в качестве многоячейкового инвертора для повышенных частот, что неблагоприятно сказывается на режимах работы силовых полупроводниковых элементов. Наиболее близким к изобретению по технической суш,ности является тиристорный инвертор, состояш,ий из мостовых преобразовательных ячеек с коммутирующими конденсаторами в диагоналях, разделительных конденсаторов, включенных между положительными полюсами мостовых преобразовательных ячеек и общими точками коммутирующих дросселей и анодов отсекающих диодов, катоды которых соединены с положительным входным выводом инвертора и выводом конденсатора фильтра, причем другие концы коммутирующих дросселей объединены, а положительный полюс источника питания соединен с положительными полюсами мостовых преобразовательных ячеек через входные дроссели и нагрузкой, включенной между общей точкой коммутирующих дросселей с отрицательными полюсами источника питания и мостовых преобразовательных ячеек 2. Недостатком известного инвертора является значительный рост массогабаритных показателей при повышении частоты выходного напряжения путем увеличения количества преобразовательных ячеек. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей, благодаря исключению дополнительных входных дросселей. Указанная цель достигается тем, что в последовательный тиристорный инвертор,содержащий мостовые преобразовательные ячейки с коммутирующими конденсаторами в диагоналях, разделительные конденсаторы, включенные между положительными полюсами мостовых преобразовательных ячеек к общими точками коммутирующих дросселей и анодов отсекающих диодов, катоды которых соединены с положительным входным выводом инвертора и выводом конденсатора фильтра, причем другие концы коммутирующих дросселей объединены и подключены к одному выводу для подключения нагрузки, другой вывод которой соединен с отрицательными выводами мостовых преобразовательных ячеек, входному выводу и конденсатору фильтра, входной дроссель, подключенный одним выводом к положительному входному выводу инвертора, дополнительно вводятся диоды по числу мостовых преобразовательных ячеек, аноды которых соединены с другим выводом входного дросселя, а катоды - с положительными выводами соответствующих мостовых преобразовательных ячеек. На чертеже представлена блок-схема последовательного инвертора. Инвертор содержит тиристоры мостовых ячеек 1-8, коммутирующие конденсаторы 9 и 10, разделительные конденсаторы 11 и 12, коммутирующие дроссели 13 и 14, отсекающие диоды 15 и 16, конденсатор 17 фильтра, цепь нагрузки, состоящую из собственной нагрузки 18, трансформатора 19, источника 20 постоянного тока, датчика 21 постоянной составляющей тока, развязывающие диоды 22 и 23 и входной дроссель 24. Инвертор работает следующим образом. На конденсаторах 11, 12 и 17 в процессе работы имеет среднее значение равное напряжению источника питания, а через дроссель 24 и диод 23 в установившемся режиме протекает постоянный входной ток. При включении тиристоров, например 1 и 2 происходит перезаряд конденсатора 9 через датчик 21 постоянной составляющей тока, первичную обмотку трансформатора 19, коммутирующий дроссель 14 и разделительный конденсатор 12. Когда напряжение на нем превышает суммарное напряжение, на конденсаторах 12 и 17 включается отсекающий диод 16. При этом ток коммутирующего дросселя 14 и цепи нагрузки протекает через диод 16 и конденсатор 17 фильтра. Входной ток инвертора протекает через разделительный конденсатор 12 и отсекающий диод 16. В момент включения отсекающего диода, ток коммутирующего конденсатора 9 прерывается и напряжение на нем фиксируется на уровне удвоенного напряжения источника питания. Ток через отсекающий диод 16 протекает до тех пор, пока не израсходуется запас электромагнитной энергии индуктивных элементов (дросселей 14, 24 и цепи нагрузки). После этого диод 16 выключается и ток дросселя 24 протекает через развязывающий диод 23, конденсатор 12, коммутирующий дроссель 14 и цепь нагрузки. Затем включаются тиристоры 3, 4 другой ячейки, при этом коммутирующий конденсатор 10 перезаряжается через датчик 21 постоянной составляющей тока, первичную обмотку трансформатора 19, коммутирующий дроссель 13 и разделительный конденсатор 11. При достижении напряжения на коммутирующем конденсаторе 10 суммы напряжений на конденсаторах 11 и 17, включается отсекающий диод 15, осуществляя сброс реактивной энергии и фиксирует напряжение на коммутирующем конденсаторе 10. После этого включаются тиристоры 5 и 6 первой ячейки, а затем тиристоры 7 и 8 другой ячейки. После этого заканчивается полный цикл работы инвертора.

Число преобразовательных ячеек в схеме может быть любым, при этом частота выходного напряжения равна удвоенному числу преобразовательных ячеек, умноженному на частоту включения тиристоров в одной ячейке.

Таким образом, с ростом частоты, увеличивается количество преобразовательных ячеек, а следовательно, и число разделительных конденсаторов, коммутирующих

дросселей, отсекающих диодов. При этом количество входных дросселей 24 остается прежним (1 шт.), а увеличивается лишь число развязывающих диодов 22 и 23, которые как и входные дроссели в схеме известного обеспечивают развязку отдельных преобразовательных ячеек и препятствуют протеканию тока высокой частоты через источник питания.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий мостовые преобразовательные ячейки с коммутирующими конденсаторами в диагоналях, разделительные конденсаторы, включенные между положительными полюсами мостовых преобразовательных ячеек и общими точками коммутирующих дросселей и анодов отсекаюli22 щих диОлТ,ов, катоды которых соединены с положительным входным выводом инвертора и выводо.м конденсатора фильтра, причем другие выводы коммутирующих дросселей объединены и подключены к одному выводу для подключения нагрузки, другой вывод которой соединен с отрицательными выводами мостовых преобразовательных ячеек и входным выводом конденсатора фильтра, а также входной дроссель, подключенный одним выводом к положительному входному выводу инвертора, отличающийся тем, что, с целью улуцщения массогабаритных показателей благодаря исключению дополнительных входных дросселей, в него дополнительно вводятся диоды по числу мостовых преобразовательных ячеек, аноды которых динены с другим выводом входного дросселя, а катоды - с положительными выво(Л дами соответствующих мостовых преобразовательных ячеек. СО 00 4