Преобразователь постоянного токав переменный Советский патент 1976 года по МПК H02M7/515 

1

Известны схемы преобразователей постоянного тока в переменный имеют низкий к. п. д. из-за больших потерь мондиости в разрядных сОПротпвле«иях защитных RC-U.&почек.

Цель изобретения - устранение этого недостатка.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователе применены вспомогательные последовательные инверторные ячейки, подключенные к каждой паре демпфирующих конденсаторов по схеме со средней точкой, и выпрямители, подключенные выходными зажимами к разделительной емкости.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Преобразователь состоит из инверторного моста с тиристорами 1, 2, 2, 4, встречно-параллельными диодами 5-8, коммутирующего конденсатора 9 и коммутирующей индуктивности 10, разделительной емкости И, защитной индуктивности 12 и нагрузочного контура, состоящего из индуктора 13, зашунтированНОго емкостью 14. К источнику питания инвертор подключен через входной дроссель 15. Параллельно каждому силовому тиристору и встречно параллельному диоду присоединены демпфирующие цепочки, образованные диодами 16, 17, 18, 19 и конденсаторами 20-23.

На обеих парах дел1пфирующпх конденсаторов 20, 23 и 21, 22 смежных противофазных плеч моста как на источпиках построены два вспомогательных последовательных инвертора,

включающих в себя тиристоры 24-27, выходпые повышающие трансформаторы 28, 29 со средними точками и выпрямители на диодах 30-33.

Выходы выпрямителей присоединяются к

разделительной емкости 1.

Схема работает следующим образом. В установившемся режиме разделительная емкость 11 нормально заряжена до напряжепия источНика питания. При включении тиристоров 1 и 3 происходит перезаряд коммутирующего конденсатора 9 через индуктивность 10, пагрузку 13, 14, защитную индуктивность 12 и разделительную емкость 11.

Схема рассчитана так, что процесс имеет

колебательный характер. Через нагрузку протекает положительная полуволна тока в направлении, указанном стрелкой.

После того, как папряжение на коммутирующем конденсаторе 9 станет выше напряжения источника питания и положительная полуволна тока пройдет через нулевое значение, тиристоры 1 п 3 выключаются. Затем включаются встречные диоды 5 и 7 и по колебательному контуру инвертора протекает отрицательная полуволна тока.

Через нагрузку протекает ток в направлении, обратном, указа1нному стрелкой на чертеже. После того как коММутирующий кон-, денсатор 9 разрядится до напряжения, меньшего, чем напряжение источника питания, отрицательная полуволна тока проходит через нуль.

При этом, однако, встречно-параллельНые диоды 5, 7 еще не могут восстановить свои запирающие свойства из-за накопления избыточных носителей заряда в структуре полупроводниковой базы.

Следовательно, в силу условия колебательности процесса в контуре инвертора имеет место выброс обратного тока встречно-параллельных диодов 5 и 7.

В момент восстановления этими диодами своих запирающих свойств, т. е. при обрыве их обратного тока магнитная энергия, запасенная в индуктивных элементах схемы, превращаясь в энергию электрического поля, накапливается на дем-пфирующих конденсаторах 20 и 22. При достаточной величине этих конденсаторов возникающий импульс прямого напряжения на тиристорах 1 и 3 ограничивается по амплитуде и крутиз«е нарастания в допустимых пределах.

Далее включаются тиристоры 2 и 4 и конденсатор 9 начинает снова перезаряжаться. Через нагрузку и разделительную емкость протекает вторая положительная полуволна тока. После обратного перезаряда коммутирующего конденсатора 9 и погасания тиристоров 2, 4 включаются диоды 6 и 8 и через нагрузку протекает отрицательная полуволна тока.

При восстановлении запирающих свойств диодов 6 и 8 энергия, запасенная в индуктивных элементах, накапливается на демпфирующих конденсаторах 21 и 23, аналогично тому, как это имеет место при выключении днодов 5 и 7.

Разряд демпфирующих конденсаторов и подготовка их к новому циклу заряда осуществляется с помощью тиристоров 24-27.

Каждый из этих тиристоров включается од новременно с соответствующим ему силовым тиристором инвертного моста, т. е. тиристоры 24, 26 включаются одновременно с тиристорами 1 и 3, а тиристоры 25 и 27 - с тиристорами 2 и 4.

При включении тиристоров 24 и 26 и 25 и 27 происходит разряд соответствующих конденсаторов 20 и 22 или 21 и 23 через первичные обмотки имнульсных повыщающих трансформаторов 28 и 29. Следует заметить, что при работе тиристоров 24 и 26 токи в первичных обмотках трансформаторов 28 и 29 текут слева направо, а при работе тиристоров 25 и 27 справа налево. Энергия, трансформируемая во вторичные обмотки трансформаторов через двухполупериодные выпрямители на диодах 30-33 сбрасывается на разделительную емкость 11, т. е. возвращается обратно источнику питания. Таким образом осуществляется отвод энергии от демпфирующих емкостей в предлагаемой схеме инвертора.

Это дает возможность увеличить величину этих емкостей и тем самым снизить коммутационные перенапряжения на вентилях, а также крутизну нарастания прямого напряжения на тиристорах.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного тока в переменный, содержащий мост на тиристорах и встречных неуправляеМых вентилях с демпфирующими конденсаторами, присоединенными через диоды параллельно силовым тиристорам, и связанный с выходными зажимами через разделительную емкость, отличающийся тем, что, с целью повыщения к. п. д. преобразователя, он снабжен вспомогательными последовательными инверторными ячейками, подключенными к каждой паре демпфируюuj,Hx конденсаторов по схеме со средней точкой, и выпрямителями, подключенными выходными зажимами к разделительной емкости.

Р-