Тиристорный инвертор Советский патент 1992 года по МПК H02M7/519 

23

XI О XJ

О

XI

21

Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к устройствам для преобразования постоянного напряжения одного уровня в постоянное напряжение другого уровня или переменное напряжение с гальваническим разделением входа и выхода при устойчивости к короткому замыканию выходного напряжения. Устройство может применяться для электропитания, в частное™ в электроэнергетических системах.

Известен инверторам. Чиженко И.М. и др. Справочник по преобразовательной технике, Киев, Техника, 1978, с. 118, рис.3,256), в котором нулевой вывод трансформатора включен в точку соединения последовательно включенных конденсаторов, другие выводы которых соединены с тиристорами и выводами источника напряжения. В трансформаторе этого инвертора ток в первичной обмотке течет в одном направлении, следовательно, и магнитное поле имеет одно направление, меняя лишь амплитуду. Поэтому сердечник такого трансформатора может подмагничиваться, что приводит к неполному его использованию следовательно, к ухудшению удельных массо-габаритных характеристик.

Наиболее близок к предлагаемому ти- ристорный инвертор по авт. св. № 830620, кл. Н 02 М 7/15, 1981), содержащий трансформатор, нулевой вывод первичной обмотки которого подключен через дроссель к отрицательному входному выводу, а крайние ее выводы соединены с катодами тиристоров, согласно-последовательно с каждым из которых включен соответствующий дополнительный тиристор, причем между точками соединения тиристоров включено два последовательно соединенных основных конденсатора/ подключенных общей точкой к нулевому выводу первичной обмотки трансформатора, одна из вторичных обмоток которого соединена со вспомогательным конденсатором, а другая - с выходными выводами. Аноды допол- нительных тиристоров соединены с положительным входным выводом.

В этом инверторе при работе с индуктивной нагрузкой или без нагрузки напряжение на коммутирующих основных конденсаторах многократно повышается, поэтому необходимо применять конденсаторы и тиристоры с большим рабочим напряжением, это ведет к ухудшению удельных массо-габаритных характеристик инвертора и его удорожанию.

Цель изобретения - повышение надежности и улучшение удельных массо-габаритных характеристик.

Указанная цель достигается тем, что в известный инвертор введены дополнительный трансформатор и два последовательно соединенных конденсатора, подключенных

параллельно основным конденсаторам и соединенных общей точкой с положительным входным выводом и нулевым выводом первичной обмотки дополнительного трансформатора, крайние выводы которой

0 соединены с анодами дополнительных тиристоров, причем одна из вторичных обмоток дополнительного трансформатора соединена с другим вспомогательным конденсатором, а другая его вторичная обмотка подключена к дополнительным выходным

5 выводам.

Инвертор может работать в режиме холостого хода, с индуктивной, емкостной, ре- зистивной нагрузками, может быть соединен с выпрямителем, не боится коротких замыканий на стороне вторичных обмо0 ток.

По признаку существнные отличия предлагаемый инвертор отличается от прототипа тем, что он - открытого типа, т.е. непосредственно соединяется с источни5 ком питания, имеет два выходных трансформатора и четыре основных коммутирующих конденсатора.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема инвертора.

0 Тиристорный инвертор содержит трансформаторы 1 и 2, оба с нулевым (б) выводом и разделенными на две части первичными обмотками 3-4 и 5-6 соответственно, тиристоры 7-10, соединенные по два последова5 тельно -7с8и9с10, образующие плечи инвертора, конденсаторы 11-14, соединенные по два последовательно - 11 с 13 и 12 с 14. К точкам соединения указанных конденсаторов подключены нулевые выводы от

0 трансформаторов 1 и 2, а также выводы от источника 15 напряжения. Другие выводы конденсаторов включены в точки соединения тиристоров между собой. Таким образом, тиристоры 7 и 8, конденсаторы 11 и 12

5 имеют общую точку, тиристоры 9 и 10, конденсаторы 13 и 14 имеют другую общую точку. Трансформаторы 1 и 2 содержат вторичные обмотки 16 и 17, подключенные соответственно к нагрузкам 18 и 19, а при

0 необходимости содержат дополнительные обмотки 20 и 21, нагруженные соответственно на конденсаторы 22 и 23. Тиристоры 7 и 9 подключены анодами к выводам первичной обмотки трансформатора 1, а тиристоры

5 8 и 10 подключены катодами к выводам первичной обмотки трансформатора 2,

При подаче напряжения на конденсаторы 11-14 от источника 15 конденсаторы

первоначально заряжаются до половины напряжения источника, Тиристоры 7-10 получают пусковые импульсы от генератора тактовых импульсов (не показано) и включаются в таком порядке: 7 и 10, затем 8 и 9, затем снова 7 и 10 и т.д. Пусть, например, включены тиристоры 7 и 10. Тогда конденсаторы 11 и 14 разряжаются соответственно на обмотки 3 и 6, а конденсаторы 12 и 13 заряжаются от источника 15 соответствен- но через обмотки 3 и 6 трансс{орматоров 1 и 2. После естественного закрывания тиристоров 7 и 10 открываются тиристоры 8 и 9, конденсаторы 12 и 13 разряжаются соответственно на обмотки 5 и 4, а конденсаторы 11 и 14 заряжаются от источника 15 соответственно через обмотки 5 и 4 трансформаторов 1 и 2. Выходные напряжения снимаются с вторичных обмоток 16 и 17 и подаются несоответствующие нагрузки 18 и 19. Обмотки 20 и 21 соединены с конденсаторами 22 и 23, которые делают выходное напряжение близким к синусоидальному и улучшают условия коммутации тиристоров.

Эффективность инвертора заключается в его повышенной надежности вследствие того, что на коммутирующих основных конденсаторах 11-14 не повышается напряжение при работе с индуктивной нагрузкой или без нагрузки, а также в том, что выход- ные обмотки обоих трансформаторов можно включать параллельно и последовательно, причем любой из трансформаторов можно нагружать нагрузкой, отличающейся от нагрузки другого.

Формула изобретения

Тиристорный инвертор, содержащий трансформатор, нулевой вывод первичной обмотки которого подключен к отрицательному входному выводу, а крайние ее выводы соединены с катодами тиристоров, согласно-последовательно с каждым из которых включен соответствующий дополнительный тиристор, причем между точками соединения тиристоров включено два последовательно соединенных основных конденсатора, подключенных общей точкой к нулевому выводу первичной обмотки трансформатора, одна из вторичных обмоток которого соединена со вспомогательным конденсатором, а другая - с выходными выводами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения удельных массо-габаритных характеристик, он снабжен дополнительным трансформатором и двумя последовательно соединенными дополнительными конденсаторами, подключенными параллельно основным конденсаторам и соединенными общей точкой с положительным входным выводом и с нулевым выводом первичной обмотки дополнительного трансформатора, крайние выводы которой соединены с анодами дополнительных тиристоров, причем одна из вторичных обмоток дополнительного трансформатора соединена с введенным другим вспомогательным конденсатором, а другая его вторичная обмотка подключена к дополнительным выходным выводам/

Использование: для преобразования постоянного напряжения одного уровня в постоя иное напряжение другого уровня или переменное напряжение с гальваническим разделением входа и выхода, может применяться для электропитания, в частности в электроэнергетических системах. Сущность изобретения: устр-во содержит два выходных тр-ра 1, 2, две пары последовательно соединенных конденсаторов 11-14. В устр- ве осуществляется сброс лишней энергии в источник, поэтому на коммутирующих элементах нет значительного роста напряжения при индуктивной нагрузке или при отсутствии нагрузки. 1 ил.