Автономный инвертор для питания секционированной нагрузки Советский патент 1988 года по МПК H02M7/523 

tT f

:i5fc

ff

:;/7

Изобретение относится к вентильной преобразовательной технике с применением полупроводниковых вентилей, предназначено для необратимого преобразования энергии постоянного тока на входе в энергию однофазного переменного тока повышенной частоты на выходе и может найти применение, например, для питания индукционных нагревательных установок или плавильных печей для стали.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет увеличения выходного напряжения и мощности инвертора.

На чертеже представлена схема инвертора.

Тиристоры 1-4 и вентили 5-8 образуют вентильный мост. Коммутирующие конденсатор 9 и дроссель 10 соединены последовательно и включены в диагональ переменного тока моста, а внешний коммутирующий дроссель 11 - последовательно с мостом. Разделительные конденсаторы 12 и 13 через фильтровые дроссели 14 и 15 присоединены к входным выводам. Обратные вентили 16 и 17 подключены к выводам секционированной нагрузки из секции 18-20, зашунтированной компенсир тощи конденсатором 21.

Инвертор работает следующим образом.

Предварительно от источника питания через дроссели 14 и 15 и через нагрузку заряжаются разделительные конденсаторы 12 и 13, каждый до половинного напряжения. Тиристоры 1,4 и 2,3 моста отпираются попарно ао- очередно. При отпирании, нап;:имер, тиристоров 1 и 4 в контуре инвертора протекает импульс тока по цепи 12-1- 10-9-4-11-13-20, 19, 18, 21-12. Через нагрузочный контур этот импульс тока протекает снизу вверх, создавая на нем падение напряжения и выделяя в нем полезную мощность. После прекращения тока через тиристоры 1 и 4 проводят импульс тока встречно-параллельные вентили 5 и В, который протекает в том же контуре, но в обратном направлении. В нагрузочном контуре этот импульс тока совпадает по направлению с током подзаряда разделительных конденсаторов от источника питания и протекает сверху вниз, также создавая в нем падение напряжения.

0

5

0

5

0

Затем отпираются очередные тиристоры 2 и 3 и в контуре инвертора протекает очередной импульс тока по Це- пи 12-2-9-10-3-11-13-20,19,18,21-12. Через нагрузочный контур этот импульс тока протекает снова снизу вверх. Затем проводят ток встречно-параллельные вентили 6 и 7. При этом импульс тока протекает в том же контуре, но в обратном направлении, т.е. через нагрузочный контур этот импульс протекает снова сверху вниз. Затем отпираются очередные тиристоры 1 и 4 и электромагнитный процесс в инверторе повторяется аналогично. Таким образом, при поочередном отпирании тиристоров моста через нагрузочный контур протекает переменный ток, создавая в нем падение переменного напряжения, и выделяя в нем полезную мощность. При этом, чем больше сопротивление нагрузки - нагрузочного колебательного контура, тем больше величина выходного напряжения инвертора.

Описанный режим относится к случаю, когда амплитуда напряжения на двух смежных секциях нагрузки меньше, чем напряжение на конденсаторах 12 и 13, т.е. когда вентили 16 и 17 находятся в запертом состоянии. Если напряжение на каждых двух смежных секциях нагрузки 18 и 19, 19 и 20 по амплитуде больше, чем напряжение на соответствующих конденсаторах 12 и 13, то открываются вентили 16 и 17 и образуются два контура с током: 19-16-12-18-19 и 19-20-13-17-19. При этом из контура нагрузки избыточная энергия отводится через вентили 16 и 17 в разделительные конденсаторы 12 и 13, связанные с источником питания, в результате выходное напряжение инвертора ограничивается; дальнейший рост выходного напряжения прекращается несмотря на увеличение сопротивления нагрузки.

Рассмотрим возможпьй уровень ограничения выходного напряжения в данной схеме. Допустим, что падение напряжения на всех секциях нагрузки одинаковое. Тогда в режиме ограничения, когда вентили 16 и 17 открыты, g суммарное амплитудное напряжение на секциях 18 и 19, 19 и 20 равно напряжению соответственно на конденсаторах 12 и 13, т.е. половине напряжения источника питания. При этом с тчмар0

5

0

ное амплитудное напряжение на всех трех секциях нагрузки, т.е. полное амплитудное выходное напряжение инвертора, составляет 0,75 от входного. При такой амплитуде выходного напряжения тиристорам предостаьляется полное время для восстановления управляемости, поэтому сохраняется надежность работы инвертора при заданной частоте инвертирования.

Формула изобретения

Автономный инвертор для литания секционированной нагрузки, содержащий подключенные к входным выводам через фильтровые дроссели две последовательные цепочки, первая из кото

рых состоит из двух ра .iHTt jibpi конденсаторов и включенной ме:кд ми секционированной нагрузк л зяпуи- тированной компенсирующим ко){дснсл- тором, а вторая - из тиристорного моста с коммутирующим ЬС-кои-т уроч и диагонали переменного ток л ; i UM iiit- го коммутирующего дросселт, а т; -.:,кс- два обратных }зентиля. подключенные одними соответствующими эгтектрода п к концам последсшательных цепочек, отличающийся тем ,чго, с целью расширения функциональных возможностей, за счет увеличения выходного напряжения и мощности, другие электроды обратных вентилей подключены к выводам секций секционированной нагрузки.

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для необратимого преобразования энергии постоянного на входе в энергию переменного тока повьппенной частоты на выходе. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет увеличения выходного напряжения и мощности. Устройство содержит мост на тиристорах 1-4 с узлом коммутации, фильтровые дроссели 14, 15. Между разделительными конденсаторами 12, 13 включена нагрузка с секциями 18-20. Обратные вентили 16, 17 подключены к выводам секций 18-20. В режиме ограничения, когда открыты вентили 16, 17, суммарное амплитудное напряжение на секциях 18 и 19, 19 и 20 будет равно напряжению соответственно на конденсаторах 12 и 13, т.е. половине напряжения источника питания. При этом суммарное амплитудное напряжение на всех трех секциях будет составлять 0,75 от входного. 1 ил. с iC (Л