МНОГОЯЧЕЙКОВЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР Советский патент 1971 года по МПК H02M5/42 H02M7/72 

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти широкое применение в технике индукционного нагрева и в других установках повышенной частоты.

Известны последовательные многоячейковые инверторы, содержащие мосты, в каждом плече которых расположены последовательно соединенные тиристоры и дроссели.

Известно, что в преобразователях повышенной частоты величина потерь в коммутирующих индуктивностях в значительной мере определяет к.п.д. всего инвертора.

Особенностью предлагаемого многоячейкового последовательного инвертора, обеспечивающей уменьшение габаритов и повышение к.н.д. является то, что обмотки дросселей плеч, тиристоры которых формируют ток одного полупериода, расположены на общем магнитопроводе.

На чертеже представлена принципиальная схема многоячейкового последовательного инвертора. Инвертор выполнен на двух параллельно включенных однофазных мостах 1 и 2.

Каждый из мостов содержит управляемые вентили 3-6, коммутирующую емкость 7 и трансформаторы 8 и 9 с обмотками W-13 соответственно.

В установившемся режиме разделительная емкость 14 заряжена до полного напряжения источника питания. Пусть в рассматриваемый момент времени

коммутирующие емкости 7 заряжены как показано на чертеже.

В момент включения тиристоров 3 н 6 моста по цепи, образованной включенными тиристорами 3 1 6, двумя обмотками 10, 11 трансформатора 8, нагрузкой 15 и разделительной емкостью 14, потечет ток перезаряда коммугирующей емкости 7 моста /. После того как напряжение на коммутирующей емкости 7 сменит знак и станет выше напряжения источника питания, колебательный ток через тиристоры 3 1 6 пройдет через нулевое значение, и тиристоры погаснут.

Затем включаются тиристоры 4 и 5 моста 2. При этом через обмотки 12, 13 траисформатора 9, нагрузку 15 и разделительную емкость 14 происходит аналогичный перезаряд коммутирующей емкости 7 моста 2 до напряжения противоположной полярности. После перехода полуволны синусоидального тока через

нуль тиристоры 4 и 5 моста 2 гаснут.

В следующий момент времени включаются тиристоры 4 и 5 моста 1, и начинается перезаряд коммутирующей емкости 7 через катодную обмотку 13 трансформатора 9, нагрузку

могку 12 трансформатора 9. При уменьшении тока тиристоров до значения, меньшего, чем ток удержания, тиристоры 4 н 5 моста / выключаются.

Включением тиристоров 3 и 6 моста 2, которые перезаряжают коммутирующую емкость 7, возвраш;ая ее в исходное состояние, завершается полный период работы инвертора. Коммутирующие емкости 7 мостов J и 2 возвращены в исходное состояние и готовы для повторения цикла работы инвертора.

Вследствие достаточно большой индуктивности входного дросселя J6 через него протекает непрерывный входной ток инвертора и разделительная емкость 14 непрерывно подзаряжается от источника питания постоянного тока.

В устройстве осуществляется умножение частоты выходного тока. Так, например, с момента включения тиристоров Зяб моста / до момента повторного включения их в работу проходит четыре полных периода переменного тока через нагрузку.

Так как обе обмотки каждого трансформатора включены в синфазные плечи мостов, т. е. в те плечи, в которых ток протекает одновременно, то такой трансформатор ведет

себя как обычная индуктивность с удвоенным числом витков.

Индуктивность катушки пропорциональна квадрату числа витков, поэтому индуктивность предлагаемого коммутирующего трансформатора оказывается почти в четыре раза больше, чем индуктивность одной его обмотки, и в два раза больше, чем индуктивность двух обмоток, включенных в плечи моста последовательно без магнитной связи. Таким образом, при сохранении заданной индуктивности число витков трансформатора снижено в два раза, а, следовательно, во столько же раз уменьшены потери в его обмотках. При исполнении трансформатора без сердечника, что обычно имеет место на повышенных частотах, снижение потерь будет составлять примерно 20-25%.

Предмет изобретения

Многоячейковый последовательный инвертор, содержащий мосты, в каждом плече которых расположены последовательно соединенные тиристоры и дроссели, отличающийся тем, что, с целью снижения габаритов и повышения к.п.д. обмотки дросселей плеч, тиристоры которых формируют ток одного полупериода, расположены на общем магнитопроводе.

1