Автономный инвертор Советский патент 1987 года по МПК H02M7/523 

Изобретение относится к-преобразовательной технике, в частности к преобразованию энергии ПОСТОЯННОГО тока на входе в энергию переменного то

ка на выходе, и может быть использовано для индукционного нагрева металлов.

Цель изобретения - улучшение мас- согабаритных показателей.

На чертеже представлена схема предлагаемого инвертора,

Инвертор содержит тиристоры 1 и 2, зашунтированные обратными диодами 3 и 4. Катод тиристора 1 подключен к отрицательному входному выводу и через катодный фильтровый дроссель 5 соединен с катодом тиристора 2, Анод тиристора 1 через последовательно соединенные коммутирующий 6, фильтровый анодный дроссель 7 и ограничительный дроссель 8 соединен с положительным входным выводом. Общая точка дросселей 6 и 7 соединена с катодом тиристора 2 двумя цепочками, первая из кото- рых содержит разделительный конденсатор 9 и нагрузку 10, а вторая - два последовательно соединенных дополнительных тиристора 11 и 12, за- шунтированных дополнительными обрат ными диодами 13 и 14 соответственно. Анод тиристора 2 соединен с общей точкой дросселей 7 и 8 через коммутирующий дроссель 15, причем общая точка дросселей 7, 8 и 15 соединена с катодом тиристора 1 через последовательно соединенные фильтровые конденсаторы 16 и 17, Между общей точкой конденсаторов 6 и 17 и общей точкой тиристоров 11 и 12 включен коммути- рующий конденсатор 18.

Инвертор работает следующим образом.

В исходном состоянии конденсатор 9 заряжен до напряжения питания U, а конденсаторы 16 и 17 - до напряже- .ния 0,5 и ., При отпирании тиристоров 11 и 2 от системы управления коммутирующий конденсатор 18 начинает заряжаться полярностью, указанной на схе- ме в контуре 9-11-18- 6-15-2-10-9 под действием суммы напряжений на конденсаторах 9 и 16, равной 1,5 U. При этом ток через нагрузку 10 протекает снизу вверх. Через половину пе- риода собственной частоты коммутирующего LC-контура 15 и 18 начинается частичный разряд конденсатора 18 через обратные диоды работавщих ячеек

в контуре 18-13-9-10-4-15-16-18. При этом тиристоры 11 и 2 восстанавливают свои запирающие свойства, а ток через нагрузку 10 протекает сверху вниз. По окончании протекания этого тока отпирают тиристоры 1 и 12. При этом конденсатор 18 перезаряжается по контуру 9-6-1-17-18-12-10-9 под действием суммы напряжений на конденсаторах 9 и 17, равной 1,5 1), Ток через нагрузку 10 протекает снизу вверх. Через половину периода собственной частоты коммутирующего LC- контура из дросселя 6 и конденсатора 18 начинается частичный разряд конденсатора 18 в контуре 18-17-3-6-9- 10-14-18, Ток в нагрузке 10 протекает сверху вниз, тиристоры 1 и 12 восстанавливают свои запирающие свойства. В дальнейшем процессы в схеме инвертора повторяются.

В случае срыва инвертирования в течение времени срабатывания защиты ударный ток через тиристоры должен быть ограничен фильтровыми дросселями с тем, чтобы предотвратить тепловой пробой тиристоров, В данном инверторе ударный ток короткого замыкания при срыве инвертирования протекает в контуре +и -8-15-2-14-13-6-1- -Uj. Обьршо фильтровые дроссели обладают индуктивностью на два порядка больше, чем коммутирующие дроссели, в связи с чем ударный ток короткого замыкания в основном ограничен индуктивностью ограничительного дросселя 8.

Магнитная связь между анодным и катодным фильтровым дросселем выполнена так, что постоянное магнитное поле дросселя 7 направлено встречно постоянному магнитному полю дросселя 5, так как постоянный ток подпитки фильтрового конденсатора 9 протекает в дросселе 7 от начала к концу, а в дросселе 5 - от конца к началу, функция дросселей 5 и 7 - развязать разноименные вьшоды конденсаторов 9 и 16, 17 по высокой частоте. При включенном cocтoян и тиристора 1 конденсаторы 9, 16 и 17 оказьгоаются закороченными на него через дроссели 5 и 7 в контурах 9-6-1-5-10-9 и 16- 7-6-1-17-16, Эти высокочастотные составляющие токов протекают через дроссели . 5 и 7 от начала к концу, т,е. . для тока высокой частоты обмотки дросселей 5 и 7 включены согласно.

В следующем такте работы инвертора открыт тиристор 2, а конденсаторы 9,16 и 17 оказьтаются закороченными в контурах 9-7-15-2-10-9 и 16-15-2- 5-17-16, высокочастотные составляющие этих токов протекают через дроссели 5 и 7 от конца к началу, т.е. дроссели 5 и 7 вновь включены согласно. Их общая индуктивность повышается на величину взаимоиндуктивности между ними, в связи с чем число витков каждого дросселя может быть уменьшено.

Фильтрующее действие дросселей 5 и 7 может быть усилено введением ферромагнитного сердечника. Если для увеличения индуктивности сердечник вводится в дроссель, работающий на постоянном токе, то он намагничивает ся и работает на частном цикле пере- магничивания, что снижает эффективность его использования. Однако в данном случае постоянные магнитные поля дросселей 5 и 7 направлены встречно, в связи с чем подмагничива ние сердечника отсутствует и он работает на полном цикле перемагничива- ния, что усиливает эффективность его использования и снижает паразитные разрядные токи конденсаторов 9, 16 и 17 за счет значительного увеличения индуктивности фильтровых дросселей 6 и 7.

Таким образом, введение магнитной связи между фильтровыми дросселями 5 и 7 улучшает массогабаритные показатели и повышает КПД инвертора за

Редактор М.Дьшьш Заказ 3406/53

Составитель И.Жеребина Техред Л.Олейник

Корректор

Тираж 659Подписное

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

о

5

0

5

счет снижения паразитных разрядных токов конденсаторов 9, 16 и 17. Формула изобретения

Автономный инвертор, содержащий зашунтированные обратными диодами два тиристора, к аноду первого из которых подключены последовательно соединенные первый коммутирующий и анодный фильтровый дроссели, а катод второго через катодный фильтровый дроссель соединен с отрицательным входным выводом, точка соединения первого коммутирующего и анодного дросселей под-. ключена к катоду второго тиристора через две параллельные цепочки, одна из которых состоит из последовательно соединенных разделительного конденсатора и цепи нагрузки, а другая - из двух последовательно соединенных дополнительных тиристоров, включенных в прямом направлении и зашунтирован- ных дополнительными обратными диодами, точка соединения которых через коммутирующий конденсатор подключена к общей точке двух последовательно соединенных фильтровых конденса тЬров, первьй из которых через второй коммутирующий дроссель соединен с анодом второго тиристора, а через ограничительный дроссель - с положительным входным выводом, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей,анодный и катодный фильтровые дроссели вьшолнены магнитосвязанными и подключены одноименными выводами соответственно к первому и второму фильтровым конденсаторам.

Корректор А.Тяско

Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б. использовано для индукционного нагрева металлов . Целью является улучшение массо- габаритных показателей. Инвертор со,держит тиристоры 1 и 2 и дополнительные тиристоры 1 и 12. Тиристор I подключен к положительному вхс щому вьшоду через коммутирующий 6, анодный фильтровый 7 и ограничительный 8 дроссели. В исходном состоянии конденсатор 9 заряжен до напряжения и, а конденсаторы 16 и 17 до напряжения 0,5 и 1. При попарно поочередном отпирании тиристоров 1,12 и 2,11 в нагрузке формируется ток под действием суммы напряжений на конденсаторах 9,16 или 9,17, т.е. под действием 1,5 и.. Введение магнитной связи между фильтровыми дросселями 5 и 7, по высокой частоте включенных согласно, улучшает массогабаритные показатели и повышает КПД инвертора за счет снижения паразитных разрядных токов конденсаторов 9,16 и 17. 1 ил. с $ (Л S 00 го to СП to