Автономный последовательный инвертор Советский патент 1987 года по МПК H02M7/523 

Изобретение относится к преобразовательной технике а применением полупроводниковых вентилей и предназначено для необратимого преобразования энергии постоянного тока на входе в энергию переменного тока высокой частоты на выходе и Может . найти применение для питания током высокой частоты однофазной переменно нагрузки, например индукционной нагревательной установки для стали.

Цель изобретения - устранение несимметрии выходного тока при повышенном выходном напряжении.

На чертеже приведена схема устройства.

В инверторе мосты образованы пря- мыми вентилями (тиристорами) 1-4 и встречно-параллельными вентилями 5-8. В диагональ переменного тока мостов включены последовательно соединенные коммутирующие дроссель 9 и конденсатор 10. Каждый вентильный мост 11-14 присоединен к входным зажимам Плюс и Минус источника через соответствующие фильтровые дроссели 15-22. К мостам подключены фильровые конденсаторы 23-26 и компенсирующие конденсаторы 27-30. Две по- следовательнйе цепочки состоят из встречных диодов 31 и 3 и нелинейных дросселей 33 и 34. Первый выходной вывод через нелинейный дроссель 34 и диод 32 соединен с конденсаторо 26, противоположный вывод которого связан с вторым выходным выводом, а второй выходной вывод через нелинейный дроссель 33 и диод 31 соединен с конденсатором 23, противоположный вывод которого связан с первым выходным выводом. Между выходными выводами включен параллельный нагрузочный контур из активно-индуктивной нагрузки 35 и компенсирующей конденсаторной батареи 36.

Инвертор работает следуюпщм образом.

Тиристоры в вентильных мостах отпираются попарно поочередно. При этом 50 эквивалентного сопротивления нагрузочв зависимости от пары OTKpiJTbDC тиристоров, импульсы тока в мостах протекают по цепям: - 9 - 10 - 4 или 2-10-9-3. Сразу же после окончания импульсов тока через тиристо- . ры проводят ток встречно-параллельные вентили, при этом импульсы тока протекают .по цепям: 8-10-9-5 или 7 - 9 - Ю - 6. Прн отпирании.

например, тиристоров в мостах -11 и

13ток в инверторе протекает по цепи: 26 - 13 - 24 - II - 35 - 36 - 26. При этом импульс тока через нагрузочный колебательный контур из элементов 35 и 36 протекает слева направо. После выключения тиристоров в мостах 11 и 13 проводят ток встречно-параллельные BeHTHj3H этих же .мостов,

и импульс тока в инверторе протекает по этой же цепи, но в обратную сторону. Одновременно отпираются и проводят ток тиристоры мостов I2 и

14по цепи: 23 - 12 - 25 - 14 - 35 - 36 - 23. Б нагрузке 35 и 36 этот

импульс тока течет справа налево и совпадает по направлению с импульсом тока встречно-параллельных вентилей мостов 11 и 13.

Затем проводят импульс тока встречно-параллельные вентили мостов I2 и |14 по описанной цепи. Одновременно отпираются и проводят ток очередные тиристоры мостов 11 и 13 по цепи: 26 - 13 - 24 - 11 - 35 - 36 - 26. В нагрузке 35 и Зё этот импульс тока течет снова слева направо и совпадает по направлению с импульсом тока встречно-параллельных вентилей

мостов 12 и 14. Далее процесс повторяется аналогично описанному. Через нагрузку 35 и 36 протекает переменный высокочастотный ток. После- довательные цепи из конденсаторов

27 и 29, 28 и 30, подключенные крайними выводами параллельно нагрузке, а средним - к выводам конденсаторов 24 и 25, выполняют роль делителей напряжения по вентильным мостам

П и 13, 12 и 14 и одновременно частично выполняют роль компенсирующих конденсаторов к активно-индуктивной нагрузке 35.

Описанным образом инвертор работает при низкоомной нагрузке, когда амплитуда выходного напряжения на выходных выводах меньше напряжения источника питания. При возрастании

5

ного контура, что может иметь место, например, в случае перегрева стальных заготовок в индукторе до температуры выше точки Кюри, или во время процесса плавки в индукционной плавильной печи когда амплитуда выходного напряжения становится выше напряжения источника питания, отпираются диоды 31 и 32. При этом через

элементы 31 и 33, 32 и 34 происходит рекуперация тока из цепи нагрузки в цепь источника питания, - в цепь конденсаторов 23 и 26 что ограничивает дальнейший рост выходного напряжения инвертора. Применение нелинейных дросселей 33 и 34 позволяет ограничивать величину выходного напряжения на предельно Допустимом уровне, при котором инвертор отдает в нагрузку максимальную мощность при сохранении высокой надежности работы При отсутствии нелинейных дросселей выходное напряжение по амплитуде ограничилось бы на уровне входного напряжения от источника питания, при этом инвертор отдавал бы в нагрузку примерно лишь половину допустимой выходной мощности,

в ряде случаев целесообразно питать каждый мост, от отдельного источника. Поэтому автономный последовательный инвертор без изменения сущности изобретения может иметь другое исполнение, а именно каждый вентиль- ньш инвертирующий мост может питаться от отдельного источника через соответствующие фильтровые дроссели.

Формула изобретения

Автономный последовательньш инвертор, содержащий подключенные к входселя, а также фильтровые и компенсирующие конденсаторы, причем к анодной группе прямых вентилей каждого вентильного моста подключен первый вывод соответствующего фильтрового конденсатора, второй вывод которого соединен с первым выводом соответствующего компенсирующего конденсатора, подключенного вторым вь.водом к катодной группе прямых вентилей этого же моста, а катодная группа прямых вентилей первого моста соединена с первым выходньм выводом, отличающийся тем, что, с целью устранения несимметрии выходного тока при повышенном выходном напряжении, первый выходной вывод соединен с общей точкой фильтрового и компенсирующего конденсаторов второго моста и с первой из указанных последовательных цепочек, катод диода которой соединен с анодной группой прямых вентилей третьего моста, катодная группа которого соединена с общей точкой фильтрового и компенсирующего конденсаторов первого моста, а вторая последовательная цепочка включена аналогично первой между анодной группой прямых вентилей второго моста и вторым выходным выводом, соединенным с катодной группой прямых вентилей четвертого моста и общей точкой фильтрового и компенсирующего конденсаторов третьего мосным выводам через дроссели фильтра четыре вентильных моста с коммутирую- 35 та, причем катодная группа прямых щими LC-контурами в диагоналях пере- вентилей второго моста соединена с манного тока, последовательные цепоч- общей точкой фильтрового и компенси- ки, каждая из которых состоит из рующего конденсаторов четвертого мос- встречного диода и нелинейного дрос- та.

Редактор Н.Бобкова

Составитель И.Жеребина

Техред Л. Сердюкова Корректор М.Пожо

Заказ 625/60 Тираж 661Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,- д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

5

0

5

0

селя, а также фильтровые и компенсирующие конденсаторы, причем к анодной группе прямых вентилей каждого вентильного моста подключен первый вывод соответствующего фильтрового конденсатора, второй вывод которого соединен с первым выводом соответствующего компенсирующего конденсатора, подключенного вторым вь.водом к катодной группе прямых вентилей этого же моста, а катодная группа прямых вентилей первого моста соединена с первым выходньм выводом, отличающийся тем, что, с целью устранения несимметрии выходного тока при повышенном выходном напряжении, первый выходной вывод соединен с общей точкой фильтрового и компенсирующего конденсаторов второго моста и с первой из указанных последовательных цепочек, катод диода которой соединен с анодной группой прямых вентилей третьего моста, катодная группа которого соединена с общей точкой фильтрового и компенсирующего конденсаторов первого моста, а вторая последовательная цепочка включена аналогично первой между анодной группой прямых вентилей второго моста и вторым выходным выводом, соединенным с катодной группой прямых вентилей четвертого моста и общей точкой фильтрового и компенсирующего конденсаторов третьего мос5 та, причем катодная группа прямых вентилей второго моста соединена с общей точкой фильтрового и компенси- рующего конденсаторов четвертого мос- та.

Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б. использовано для питания током высокой Its частоты, например, индукционной нагревательной установки. Целью является устранение несимметрии выходного тока при повышенном напряжении, Устр-во содержит вентильные мосты 11-14. К каждому мосту подключены фильтровые 23-26 и компенсирующие 27-30 конденсаторы. Нагрузка 35 подключена к первому и последнему мостам и к двум цепочкам, состоящим из диодов 31, 32 и нелинейных дросселей 33-34. В первый нечетный полупериод через нагрузку протекает ток прямых вентилей мостов 11 и I3 и ток встречных диодов мостов 12 и 14. Во второй четный полупериод через нагрузку протекает ток прямых вен- - тилей мостов 12 и 14 и ток встречных диодов мостов 11 и 13. В результате ток нагрузки как в четном, так и в нечетном полупериодах имеет одно и то же значение и форму, т.е. становится симметричным. I ил. + f i (Л .IS /73 v: 4 CO