Инвертор Советский патент 1993 года по МПК H02M7/523 

где V06p.T - оптимальная величина обратного запирающего напряжения на тиристоре согласно справочным данным V06p.r (30- 50 В);

V0 - напряжение, прикладываемое к об- мотке, равное входному напряжению инвертора;

Wo - число витков обмотки.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема инвертора.

Инвертор содержит две цепочки из последовательно соединенных тиристоров 1, 2 и 3, 4, две цепочки из последовательно соединенных обратных диодов 5, 6 и 7, 8. Общие точки тиристоров 1, 2 и обратных диодов 5, б соединены между собой. Соединены также между собой общие точки тиристоров 3, 4 и обратных диодов 7, 8. Между общими точками тиристоров 1, 2 и 3, 4 включены последовательно коммутирующий конденсатор 9, коммутирующий дроссель 10 и цепь нагрузки 11. Паоаллельно обрат- ным диодам 5, б подключен фильтровый конденсатор 12, а параллельно обратным диодам 7, 8 - фильтровый конденсатор 13. Катоды обратных диодов 5, 7 соединены через обмотку фильтрового дросселя 18, а аноды обратных диодов 6, 8-через обмотку фильтрового дросселя 25. Средняя точка обмотки фильтрового дросселя 18подклю- чена к положительному выводу источника питания, а средняя точка обмотки фильтрового дросселя 25 - к отрицательному выводу источника питания. Дополнительный тйри- стор 14 подключен анодом к катоду обрат- ного диода 5, а катодом - к аноду обратного диода 8. Дополнительный тиристор 15 подключен анодом к катоду обратного диода 7, а катодом - к аноду обратного диода 6. Дополнительный обратный диод 16 и обрат- ный диод 8 соединены .анодами. Также соединены анодами дополнительный обратный диод 17 и обратный диод 6. Катод дополнительного обратного диода 16 соединен с анодом тиристора 1, а катод дополни- тельного обратного диода 17 - с анодом тиристора 3.

Анод тиристора 1 подключен к дополнительному промежуточному выводу полуобмотки 19 (21 и 22 - части обмотки фильт- рового дросселя 18), а анод тиристора 3 - к промежуточному дополнительному выводу полуобмотки 20 (23 и 24. - части, обмотки фильтрового дросселя 18). Катод тиристора 2 подключен к промежуточному дополни- тельному выводу полуобмотки 26 (28 и 29 - части обмотки фильтрового дросселя 25): а катод тиристора 4 - промежуточному дополнительному выводу полуобмоткй 27(30 и 31 - части обмотки фильтрового дросселя 25).

Инвертор работает следующим образом.

При включении тиристоров 1, 4 и дополнительного тиристорэ 15 начинается заряд коммутирующего конденсатора 9 до полярности указанной на схеме порхнйми знаками + и - в контуре 12-21-1 9-10- 11-4-31-13-15-12. При этом к обмотке фильтрового дросселя 18 прикладывается напряжение фильтрового конденсатора 12 в контуре 12-19-20-15-12, а к обмотке фильтрового дросселя 25 - напряжение фильтрового конденсатора 13 в контуре 13- 15-26-27-13.;

К концу первого полупериода собственной частоты коммутирующего LC-контура 9, 10, коммутирующий конденсатор 9 заряжается до напряжения большего, чем сумма напряжений фильтровых конденсаторов 12, 13, ток тиристоров 1, 4 и дополнительного тиристора 15 спадает до нуля. Во второй полупериод происходит частичный разряд коммутирующего конденсатора 9 в контуре 9-5-12-17-24-13-8-11-10-9.

При этом к полуобмотке 19 и к части обмотки 23 фильтрового дросселя 18 прикладывается напряжение фильтрового конденсатора 12 и в контуре 12-19-23-17-12, а к обмотке фильтрового дросселя 25 прикладывается напряжение фильтрового конденсатора 13 за вычетом падения напряжения на части обмотки 24 фильтрового дросселя 18 в контуре 13-24-17-26-27-13. Эти напряжения трансформируются в части обмоток 21, 31 и 24 и прикладываются к дополнительным тиристорам 1,4, 15 в запирающей полярности через открытые обратные диоды 5, 8; и дополнительный обратный диод 17 в контурах 21-5-1-21, 31-4-8-31, 24-17-15-24. К концу второго полупериода частичный разряд коммутирующего конденсатора 9 заканчивается и обратные диоды 5,

8 и дополнительный обратный диод 17 закрываются.

При включении тиристоров 2, З.и дополнительного тиристора 14 начинается третий полупериод, в течение которого происходит перезаряд коммутирующего конденсатора

9 до полярности указанной на схеме нижними знаками + и - в скобках в контуре

13-24-3-11-10-9-2-28-12-14-13. Полярность напряжения на обмотках фильтровых дросселей 18, 25 меняет свой знак, так как к обмотке фильтрового дросселя 18 приложено напряжение фильтрового конденсатора 13 в контуре 13-20-19-14-13, а к обмотке фильтрового дросселя 25 - напряжение фильтрового конденсатора 12 в контуре 1214-27-26-12. Этим обеспечивается работа магнитных сердечников фильтровых дросселей с полным циклом перемагничивания. К концу третьего полупериода коммутирующий конденсатор 9 перезаряжается до напряжения большего, чем сумма напряжений фильтровых конденсаторов 12, 13,токтири- сторов 2, 3 и дополнительного тиристора 14 спадает до нуля.

В четвертый полупериод происходит частичный разряд коммутирующего конденсатора 9 в контуре 9-10-11-7-13-16- 21-12-6-9. При этом в части обмотки 22 и к полуобмотке 20 фильтрового дросселя 18 прикладывается напряжение фильтрового конденсатора 13 в контуре 13-20-22-16-13, а ко всей обмотке фильтрового дросселя 25 прикладывается напряжение фильтрового конденсатора 12 за вычетом падения напряжения на части обмотки 21 фильтрового дросселя 18 в контуре 12-21-16-27-26-12. Эти напряжения трансформируются в части обмоток 28, 24 и 21 и прикладываются к тиристорам 2, 3 и дополнительному тири- стору 14 через открытые обратные диоды 6, 7, и дополнительный обратный диод 16 в запирающей полярности в контурах 28-2- 6-28, 24-7-3-24, 21-16-14-21. К концу четвертого полупериода частичный разряд коммутирующего конденсатора 9 заканчивается и обратные диоды 6,7 и дополнительный обратный диод 16 закрываются.

При отпирании тиристоров 1,4 и дополнительного тиристора 15 процессы в схеме инвертора повторяются.

Таким образом, благодаря использованию фильтровых дросселей, выполненных на магнитных сердечниках, части обмоток создают напряжение на тиристорах на интервале восстановления их управляемости представляется возможным существенно уменьшить время восстановления управ- ляёмостй тиристоров и, как следствие, повысить надежность работы инвертора. Максимальный эффект обеспечен путем

подбора оптимального числа витков частей обмоток 21, 24, 28, 31.

Формула изобретения Инвертор, содержащий две цепочки из двух последовательно соединенных тиристоров и две цепочки из двух последовательно соединенных обратных диодов, причем общая точка каждой диодной последовательной цепочки соединена с общей точкой одной из тиристорных последовательных цепочек, а общие точки тиристорных последовательных цепочек соединены через последовательно включенные коммутирующий конденсатор, коммутирующий дроссель и цепь нагрузки, параллельно каждой цепочке диодов включены фильтровые конденсаторы, причем последовательные цепочки обратных диодов соединены между собой разноименными выводами через дополнительные тиристоры, подключенные встречно по отношению к обратным диодам, а к катоду каждого дополнительного тиристора подключен дополнительный обратный диод, катод которого соединен с анодным выводом соответствующей тири- сторной цепочки, а также два фильтровых дросселя, отличающийся тем; что, с целью повышения надежности путем создания обратного напряжения на тиристорах на интервале восстановления управляемости, фильтровые дроссели выполнены на магнитных сердечниках и включение между одноименными выводами последовательных диодных цепочек, причем средние точки обмоток дросселей подключены к соответствующим выводам источника питания, а первые и вторые полуобмотки каждого фильтрового дросселя снабжены дополнительными промежуточными выводами, которые соединены с соответствующими выводами тиристорных цепочек,