Инвертор Советский патент 1988 года по МПК H02M7/519 

3, и

Изобретение относится к электротехнике, в частности преобразовательной технике, и может быть использовано для электропитания приемников непромышленной частоты, а также в устройствах автоматики, телемеханики, связи и т„п.

Цель изобретения - снижение установленной мощности элементов и повышение надежности путем .ис-ключения пе ренапряжений и -бросков зарядного тока с

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг с 2 - диаграммь тока нагрузки i и напряжения на конденсаторах соответст1венно U(-.j, .

Устройство содержит управляемый выпрямитель 1, соединенный с инвертором 2 через дроссель 3. К выходу инвертора 2 подключена нагрузка че- рез выходной трансформатор 4. Инвертор 2 содержит первый 5 и второй 6 конденсаторы, тиристоры , причем тиристоры 9, 10 зашунтированы встречно включенными диодами tij 125 допол- нительны й дроссель 13 с полуобмотками 14 и 15.

Индуктивности полуобмоток 14 и 15 дросселя 13,, с учетом индуктивности первичной цепи трансформатора 4 и емкости конденсаторов 5 и 6 выбраны так 5 что разряд носит колебательный характер с частотой собственных колебаний, равной рабочей частоте преобразователя. Кроме этого, дроссель 13 с полуобмотками 14 и 15 служит для коммутации тиристора 9 (10) и диода 12 (11).

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что к моменту времени t(5 (фиг.2 б5в) конденсаторы 5 и 6 заряжены с полярностью, указанной на фиг.1,

В момент времени t открывается тиристор 9 и до момента времени t (фиг,2 а) через первичную обмотку трансформатора 4 протекает положи тельная полуволна тока от колебательного разряда конденсатора 5. К диоду 11 в это время приложено обратное напряжение и он находится в непроводящем состоянии, Одновременно с открыванием тиристора 9 и появлением тока через коммутирующий дроссель 13 в полуобмотке 15 со стороны полуобмотки 14 индуктируется напряжение, запирающее диод 12 и поддерживающее

на его аноде отрицательный потенциал по отношению к катоду. Этим обеспечивается коммутация тиристо ра 9 и диода 12, что исключает броски уравнительного тока через них, В момент времени t ток через тиристор 9 спадает до нуля и он закрывается. К этому же моменту времени меняется

0 полярность напряжения на конденсаторе 5, при этом диод 11 смещается в прямом -направлении, и с момента времени t до момента времени t (фиг.2 а) через первичную обмотку

5 трансформатора протекает отрицательная полуволна тока от колебательного разряда конденсатора 5. В момент Bpfe- мени t, ток через диод спадает до нуля, и на этом колебательный разряд

0 конденсатора 5 в течение одного периода заканчивается.

В этот же момент времени открывается тиристор 10 и с момента време-. ни tj до момента времени tj (фиг.2а)

5 формируется положительная полуволн а тока через первичную обмотку трансформатора 4 от колебательного разряда конденсатора 6. К диоду 12 в это время приложено обратное напряжение

0 и он находится в непроводящем состоянии. Одновременно с открыванием тиристора 10 и появлением тока через коммутирующий дроссель 13 в полуобмотке 14, со стороны полуобмотки 15

с индуктируется напряжение, запирающее диод 11 и поддерживающее на его аноде отрицательный потенциал по отношению к катоду. Этим обеспечивается коммутация тиристора 10 и диода 11,

0 что исключает броски уравнительного тока через них.

В момент времени t ток через тиристор 10 спадает до нуля и он закрывается, С момента времени t g до мо5 мента времени t (фиг,2 а) диод 12 будет смещен в прямом направлении и формируется отрицательная полуволна тока через первичную обмотку трансформатора 4 от разряда конденсатора 6, На этом цикл разряда двух конденсаторов заканчивается и.в дальнейшем процессы повторяются, В результате через нагрузку протекает непрерывный переменный ток (фиг,2 а). Наличие коммутирующего дросселя 13 обеспечивает также работу преобразователя в режиме принудительной коммутации, который может иметь место при случайном изменении сопротивления нагрузки.

0

5

Заряд конденсатора 5 осуществляется при открывании тиристора 7, одновременно с разрядом конденсатора 6, с момента времени t, до момента вре- мени t, (фиг.2 б), а конденсатора 6- при открывании тиристора 8, одновременно с разрядом конденсатора 5, с момента времени t до момента времени t5(фиг.2 в), т.е. в течение полупе- риода рабочей частоты преобразователя. Такая последовательность заряда сохраняется и в дальнейшем.

В общем случае длительность заряда конденсаторов может быть выбрана и другой, причем как большей, так и меньшей. Из фиг.2 б,в видно, что заряд конденсатора, на пример, 5 должен происходить в интервале от момента времени t до момента времени t, но не более периода рабочей частоты преобразователя.

Величина напряжения, до которого заряжаются конденсаторы, определяет- ся добротностями зарядных и разрядных контуров, и в общем слу чае может составлять от Udj-p до 2Ud ср (U ср- выходное напряжение управляемого выпрямителя 1), фиг.2,б,в. Это дает . возможность при определенной мощности применять выпрямитель с меньшим выходным напряжением, т.е. уменьшить его установленную мощность.

Формула изоб.ретения

Инвертор, содержащий подключенные к положительному входному выводу че- рез дроссель аноды двух тиристоров, катод каждого из которых соединен с анодом одного из двух других тиристоров и первой обкладкой соответствующего конденсатора, причем вторые обкладки конденсаторов подключены к отрицательному входному выводу и первому выводу первичной обмотки выходного трансформатора, отличающийся тем, что, с целью снижения установленной мощности элементов и повьшения надежности путем исключения перенапряжений и бросков зарядного тока, он снабжен дополнительным дросселем и двумя диодами, подключенными йстречно-параллельно упомянутым другим тиристорам, -катоды которых соединены с концами обмотки дополнительного дросселя, средняя точка которого подключена к второму выводу первичной обмотки выходного трансформатора.

Фиг, 2

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для электропитания приемников непромьшленной частоты, а также в устройствах автоматики, телемеханики, связи и т.п. Целью предлагаемого изобретения является снижение установленной мощности элементов и - повышение надежности путем исключения перенапряжений и бросков уравнительных токов. Устройство содержит тиристоры 7-10 с диодами 11, 12 и коммутирующими конденсаторами 5, 6. Дроссель 13 выполнен со средним выводом. Одновременно с открыванием тиристора 9 и появлением тока через дроссель 13 в полуобмотке 15 со стороны полуобмотки 14 индуктируется напряжение, запирающее диод 12 и поддерживающее на его аноде отрицательный потенциал по отнощению к катоду. 2 ил. с (О (Л С