Автономный инвертор Советский патент 1988 года по МПК H02M7/523 

со

о

о

00

Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б. использовано в качестве источника питания высокой частоты для индукционных установок. Целью изобретения является повышение надежности и улучшение гармонического состава выходного тока. Устр-во содержит мост на тиристорах 1-4. Последовательно с конденсатором 5 включена первичная обмотка 12 воль- тодобавочного трансформатора. Вторичная обмотка 13 трансформатора соединена со средним выводом 14 нагрузки и с общей точкой обратных диодов 9, 11. Нагрузка 15 соединена с разделительными конденсаторами 8,10. В схеме ограничивается напряжение на зле- ментах схемы. Диоды 9, 11 работают как при спаде тока коммутирующего Контура, так и при нарастании, при этом повышается уровень первой гармоники выходного тока. 2 ил. (Л

Фиг. 1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания высокой частоты для индукционных установок.

Целью изобретения является повышение надежности и улучшение гармонического состава выходного тока.

На фиг. 1 изображена принципиаль- ная схема предлагаемого инвертора; на фиг. 2 - возможные варианты подключения нагрузки.

Инвертор содержит мост на тиристорах 1-4 с коммутирующим конденсаторо 5 в диагонали, связанный с входными выводами через последовательно соединенные входной дроссель 6 и индуктивный элемент 7, общая точка которых соединена с выходным выводом че- рез разделительный конденсатор 8, обратный диод 9, дополнительный разделительный конденсатор 10, дополнительный диод 11. Первичная обмотка 12 вольтодобавочного трансформатора соединена с конденсатором 5, вторичная обмотка 13 связана одним концом с общей точкой обратных диодов, соединенных в последовательную цепь, связанную концами с выходными вывода- ми через разделительные конденсаторы, а другим - со средним выводом 1А нагрузки 15, подключенной к выходным выводам 16 и 17 инвертора.

В установившемся режиме инвертор работает следующим образом.

При отпирании тиристоров какой-либо диагонали, например тиристоров 1, 4, начинает протекать ток перезаряда коммутирующего конденсатора 5 по це- пи 5-12-4-10-15-8-7-1-5. Полярность напряжения на конденсаторе показана на фиг. 1. Если принять за начала первичной 12 и вторичной 13 обмоток вольтодобавочного трансформатора кон- цы, как указано на фиг.1, то далее процессы в схеме будут идти следуюпщм образом. Если напряжение на вторичной обмотке (+ слева) вьш1е, чем сумма напряжений на разделительном конден- саторе 10 и части нагрузки, подключенной к выводам 14 и 17, то отпирается диод 9. Образуется дополнительный контур перезаряда конденсатора 5, контур 5-12-4-9-13-14-16-8-7-1, в котором обмотки вольтодобавочного трансформатора включены встречно,эквивалентная индуктивность контура ниже, чем в контуре 5-12-4-10-15-87-1-5, а емкость вьппе. Волновое сопротивление контура 5-12-4-9-13-14- 16-8-6-1 меньше, чем волновое сопротивление контура 5-12-4-10-15-8-7-1- 5, и, следовательно, процессы в нем идут интенсивнее (с большими амплитудами токов и т.д.). Это приводит к более быстрому на начальном этапе нарастанию тока через нагрузку. Одновременно при работе диода 9 снижается потребление энергии схемой от источника питания, т.е. излишняя энергия, запасенная в коммутирующем конденсаторе 5 на предыдущих интервалах работы, потребляется в нагрузке, чем предотвращается раскачка напряжени на вентилях и реактивных элементах схемы. Как только сумма напряжений на вьшодах 14 и 17 и конденсаторе 10 станет вьппе напряжения на обмотке 13, диод 9, выключается. Конденсатор 5 продолжает перезаряжаться по единственному контуру 5-12-4-10-15-8-7- 1-5. Параметры инвертора рассчитаны так, что ток перезаряда конденсатора 5 имеет колебательный характер. Как только напряжение на нагрузке 15 превысит сумму напряжений на конденсаторах 10 и 8, отпираются оба обратных диода 9 и 11. При этом напряжение на нагрузке 15 ограничивается на уровне суммы напряжений на разделительных конденсаторах. Потребление энергии схемой от источника питания снижается.

После прохождения колебательного тока через максимум напряжение на первичной и вторичной обмотке вольтодобавочного трансформатора изменяет знак и начинает расти. При этом возможны два режима. Диод 9 закрывается, когда сумма напряжений на конденсаторе 10, выводах 14 и 17, обмотке 13 становится для него отрицательной. Диод 11 в зависимости от режима может остаться в открытом состоянии или закрыться. Если сумма напряжений на части нагрузки, подключенной к выводам 14 и 16, конденсаторе 8, обмотке 13 отрицательна для диода 11, он выключается и ток перезаряда конденсатора 5 продолжает протекать по контуру 5-12-4-10-15-8-7- 1-5. Если (режим 1) диод 11 остается во включенном состоянии, то часть электромагнитной энергии, накопленной в обмотках вольтодобавочного трансформатора, поступает на подза3137

ряд конденсатора 8. При этом ток в нагрузке изменяет направление. Ток тиристоров интенсивно спадает, и они выключаются. Диод 11 остается в работе до тех пор, пока не израсходуется .электромагнитная энергия, накопленная в обмотках 12 и 13, после чего он выключается .

При отпирании тиристоров 3 и 2 диод 11 снова может вступить в работу, если напряжение на обмотке 3 (+ справа) оказывается больше суммы напряжений на конденсаторе 8 и вьшо

Автономный инвертор, содержащий тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали, подключенный 10 к входным выводам через последовател но соединенные входной дроссель и ин дуктивный элемент, общая точка которых соединена с первым выводом цепи нагрузки через разделительный кондах 14 и 16, или продолжить работу,

если на предыдущем интервале он оста- jf денсатор, обратный диод, анодом соевался во включенном состоянии. В обо- диненный с катодной группой моста,

их случаях возникает дополнительный

контур перезаряда конденсатора 5,

контур 5-2-10-17-14-13-11-7-3-12-5,

существование которого приводит к

снижению уровня потребления энергии

схемой от источника питания. Далее

процессы в инверторе повторяются.

20

отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности и улучшения гармонического состава выходно го тока, введены вольтодобавочный трансформатор, дополнительный разделительный конденсатор и дополнительный обратный диод, причем катод дополнительного обратного диода сое- 25 динен через разделительный конденсатор с первым выходным выводом, анод - с катодом обратного диода, анод кото рого соединен через дополнительный разделительный конденсатор с вторым

В другом режиме диод 11 включается, если напряжение на обмотке 13 по мере спада тока перезаряда конденсатора 5 превышает сумму напряжений на конденсаторе 8 и выводах 14 и 16, При этом энергия, накопленная в

обмотках вольтодобавочного трансфор- ЗО выводом цепи нагрузки, первичная обматора, поступает на подзаряд конденсатора 8. Ток в нагрузке изменяет направление, а ток тиристоров интенсивно спадает и они выключаются. Далее процессы аналогичны процессам режима

1

16

Так как диоды 9 и 11 работают как при спаде тока коммутирующего контура, так и при нарастании, повышается уровень первой гармоники выходного тока. Формула изобретения

Автономный инвертор, содержащий тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали, подключенный к входным выводам через последовательно соединенные входной дроссель и индуктивный элемент, общая точка которых соединена с первым выводом цепи нагрузки через разделительный кон

отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности и улучшения гармонического состава выходного тока, введены вольтодобавочный трансформатор, дополнительный разделительный конденсатор и дополнительный обратный диод, причем катод дополнительного обратного диода сое- динен через разделительный конденсатор с первым выходным выводом, анод - с катодом обратного диода, анод которого соединен через дополнительный разделительный конденсатор с вторым

мотка вольтодобавочного трансформатора включена последовательно с коммутирующим конденсатором, а вторичная его обмотка подключена одним концом к общей точке обратных диодов, а другим - к среднему выводу цепи нагрузки.

16

Iff