Последовательный инвертор Советский патент 1987 года по МПК H02M7/523 

1

Изобретение относится к cnjioBtift преобразовательной технике и может быть использовано в ультразвуковых технологических установках и в установках индукционного нагрева.

Целью является повышение надежности за счет увеличения времени, предоставляемого тиристорами на восстановление, и улучшение массо- габаритных показателей.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема двухмостового последовательного инвертора; на фиг. 2 - эпюры токов i через тиристоры, ток

нагрузке

и.

к

напряжения на нагрузна основной Uиобна

ке Uj, напряжения дополнительной U коммутирующих мотках и напряжения на тиристорах и , ,1 , и,, ; на фиг. 3 - принципиальн

1 -10

схема последовательного трехмостово инвертора.

Лвухмостово; последовательны инвертор (фиг. 1) содержит тиристоры

1-8, дополнительные коммутирующие обмотки 9-16 дросселей, магнитосвя- занные с основными коммутирующими обмотками 17-24, включенные в плечи моста последовательно с тиристорами коммутирую1 Ц1е конденсаторы 25 и 26, включенные в диагонали переменного тока, наг рузку 27, средняя точка которой подключена к отрицательному входному выводу,, а к крайним точкам подключены общие точки мостов групп тиристоров, фильтровый конденсатор 28, подключенный к источнику питани

Инвертор в установившемя режиме работает следующим образом.

При работе инвертора тиристоры включаются в соответствии с их нумерацией. После поступления управляющего импульса через тиристоры протекает полуволна тока и в момент достижения тока тиристоров половины полупериода по времени отпирается следующая пара тиристоров другого моста, формирующая полуволну тока противоположной полярности в нагрузке. За счет включения тиристоров через половину полуволны тока тиристоров, формирующих разные полярности на нагрузке, происходит не только уменьшение коммутационных потерь, увеличение частоты выходного напряжения и выходной мощности, но и появляется возможность увеличения времени, предоставляемого тиристорам на восстановление с помощью

10

я

о

.

3324882

дополнительной обмотки, магнитосвя- занной встречно с OCHOBHOVI коммутирующей обмоткой другого моста. с- Работу инвертора и дополнительной обмотки поясняют кривые фиг. 2, построенные для чистоактивной нагрузки. Предположим, что в момент времени t поступает импульс управления на управляющие электроды тиристоров 1 и 2, посл едние отпираются под действием остаточного напряжения коммутирующего конденсатора 20, полярность которого показана на фиг. 1, а ток протекает по цепи: конденсатор 25 - тиристор 2 - дополнительная обмотка 10 - основная обмотка 18 - нагрузка 27 - фильтровый конденсатор 28 - дополнительная обмотка 9 - основная обмотка 17 - тиристор 1 - конденсатор 25. I

15

25

30

35

40

45

50

В момент времени t при достижении тока через тиристоры 1 и 2 половины полупериода по времени отпираются очередные тиристоры 3 и 4 и форми- руют ток по цепи: 26-4-20-12-27-28- 19-11-3-26. Во время протекания полуволны тока через тиристоры 3 и 4 из- за переразряда коммутирующего конденсатора 26 и напряжения на нагрузке 27 обратное напряжение на тиристорах 7 и 8 другого плеча этого же моста нарастают в сторону прямого напряжения, но за счет магнитной связи между обмотками 9-23, 10-24 в основных рбмотках 23 и 24 индуцируется добавочное отрицательное обратное напряжение в цепи запертых тиристоров 7 и 8, что препятствует дальнейщему изменению напряжения на тиристорах 7 и 8 в сторону прямого напряжения, тем самым увеличивается длительность отрицательного напряжения, необходимого для восстановления управляемости тиристоров 7 и 8, т.е. переход напряжения на тиристорах 7 и 8 из области обратного к прямому напряжению через нулевую линию вместо момента tj (штриховой линией обозначена кривая обратного напряжения на тиристорах 7 и 8 без магнитной связи) происходит в момент tj (сплошной линией обозначена кривая обратного напряжения на тиристорах 7 и 8 с магнитной связью между 55 обмотками, фиг. 2г). При этом длительность приложения обратного напряжения к тиристорам 7, 8 увеличива

dt

tj 2

Далее в момент

t при достижении половины

полуволны токя no премени тиристо11ы 3 и 4 отпираются тиристоры 5 и 6, образуя контур для формирования полуволны тока по цепи: 25-6-14-22-27-28- -13-21-5-25.

Так как обмотки 11 и 12 маг нито- связаны встречно с обмотками 17 и 18 и вторая половина полуволны тока чере тиристоры 3 и 4 совпадает по времени с первой половиной полуволны тока через тиристоры 5 и 6, то за счет отрицательного напряжения взаимоиндукции на обмотках 17 и 18 длительность приложения обратного отрицательного напряжения к тиристорам 1 и 2 также увеличивается. При достижении половины полуволны тока по времени через тиристоры 5 и 6 в момент времени tj отпираются тиристоры 7 и 8, образуя контур для формирования полуволны тока по цепи: 26-8-24-16-27-28-23- -15-7-26. При этом обратное напряжение, приложенное к тиристорам 3 и 4, должно нарастать в сторону прямого положительного напряжения, но за счет взаимоиндукции между обмотками 13, 14 и 19, 20 во второй половине полупериода тока через тиристоры 5 и 6 в основных обмотках 19 и 20 появляются отрицательные напряжения взаимоиндукции, которые скомпенсируют уменьшение величины обратного напряжения в сторону прямого напряжения за счет чего увеличивается время, предоставленное на восстановление тиристорам 3 и 4 от t до t,, т.е. на /11 t -, - t .

Лалее в момент времени tg отпираются тиристоры 1 и 2 и образуется контур цепи: 25-2-10-18-27-28-9-17- -1-25 и на основных обмотках 21 и 22 за счет напряжения взаимоиндукции из-за магнитной связи с дополнительными обмотками 15 и 16 во второй половине полуволны тока через тиристоры 7 и 8 индуцируется обратное отрицательное напряжение, которое увеличивает нремя, предоставляемое для восстановления управляемости тиристорами 5 и 6 на ut, В дальнейшем процесс в иичерторе повторяется.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

Пл фиг. 3 ri)i iHeiU i иниертс) г третьим мостом на тиристорах . с конденсатором 33 и дополнит сгп.ш.лчи обмотками 34-41 дросселей. Разле.че- ние коммутирующих дросселей на ос- нонную и дополнител1)Ную обмотки с встречными мат нитными связями можно распространить на все многомогтоные последовательные инверторы с клю- чением нагрузки между мостами инвертора и клеммой источника питания.

Формула изобретения

Последовательный инвертор, содер- тиристорные мосты с анодными и катодными группами плеч и коммутирующими контурами в диагоналях переменного тока, причем плечи одной группы мостов подключены к одному входному выводу, а плечи другой группы - к соответствующим выводам цепи нагрузки, средний вывод которой соединен с вторым входным выводом, а каждс)е плечо состоит из последовательно соединенных дросселя и тиристора, а также блок управления, о т- л и ч а ю 1ц и и с я тем, что, с целью повыщения надежности за счет увеличения времени, представляе - км о тиристорам на восстановление, и улучшения массогабаритных показателей, дроссель каждого плеча .iT- нен в виде OCHOBHOII и дополните. обмоток, причем в каждой группе плеч основная обмотка дросселя первого плеча одного моста магнитосг1чзяна встречно с допо1П1Ительной обмо ткой дросселя первого ппеча другого мос - та, а дополнительная оПмотка маг- нитосвязана встречно с осноннои обмоткой второго плеча лрут-ото гнос- та, причем блок управ.чения ВЫПОЧПРН обеспечивающим подачу отпирлн. игпх импульсов на тиристор1 1 олногс мог га, формир тощие полуволну iii.rxojuioro напряжения одной полярности, я пе)ио;1 пропускания полуволн тока тиристорами другого моста, фпр шруш пими ПОЛУ- волну выходного напряжения полярности.

ri

-fc

« I

t

U

r U

vr t РП

u:

At

:L

их

ц/

..t

9иг.2

J5

9иг

Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б. использовано в установках индукционного нагрева. Целью является повышение надежности и улучшение массогабарит- ных показателей. Устр-во содержит два моста на тиристорах 1-8. Основные обмотки 17-24 магнитосвязаны с соответствующими дополнительными обмотками 9-16, включенными встречно с основными. При включении очередной пары тиристоров одного моста через половину полуволны тока, протекающего через тиристоры другого моста, в цепь запертого тиристора индуцируется дополнительное обратное напряжение. При этом увеличивается длительность приложения обратного напряжения к тиристору. 3 ил. с ел

Редактор М. Волкова

Составитель И. Жеребина

Техред Л.Олийнык Корректор А. Обручар

Заказ 4619Тираж 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