Автономный инвертор Советский патент 1976 года по МПК H02M7/515 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в установках индукционного нагрева и других установках высокой частоты.

Известен автономный инвертор, содержащий подключенные последовательно к входным зажимам тиристорный мост с коммутирующим конде11сатором в диагонали, коммутирующий дроссель и дроссель фильтра, а также последовательную цепь из нагрузки и разделительного конденсатора, подключенную через дроссель фильтра параллельно входпым зажимам. Недостатком такого инвертора является зависимость напряжения на его элементах от сопротивления нагрузки.

Для снижения напряжения на элементах предлагаемый инвертор дополнительно снабжен двумя последовательно соединенными тиристорами, включенными между общими анодами вентилей тиристорного моста и общей точкой нагрузки и разделительного конденсатора, а также конденсатором, подключенным между общей точкой двух тиристоров и общими катодами вентилей тиристорного моста.

На фиг. 1 дана принципиальная схема описываемото инвертора; на фиг. 2 - вариант выполнения тиристорно-конденсаторного устройства; на фиг. 3 - диаграммы токов и напряжений на элементах инвертора при максимальном сопротивлении нагрузки; на флг. 4- то же при минимальном сопротивлении нагрузки; на фиг. 5 - кривые зависимости относительной амплитуды напряжения коммутирующего конденсатора от относительного сопротивления нагрузки, т. е. отношения сопротивления нагрузки к волновому сопротивлению колебательного контура.

Инвертор содержит подключенные последовательно к входным зажимам мост на четырех тиристорах 1-4 с конденсатором 5 в диагонали, коммутирующий дроссель 6, дроссель 7 фильтра. Последовательная цепь из нагрузки 8 и разделительного конденсатора 9 подключена через дроссель 7 фильтра к входным зажимам. Два последовательно соединенных тиристора 10 и 11 подключены между общей точкой нагрузки 8 и разделительного конденсатора 9 и общими анодами тиристора 1 и 2.

Конденсатор 12 подключен между общей точкой тиристоров 10 и 11 и общими катодами тиристоров 3 и 4. В другом варианте выполнения тиристорно-конденсаторного устройства (см. фиг. 2) дроссель 13 включен последовательно с тиристором 10.

Инвертор работает следующим образом. В начальный момент коммутирующий конденсатор 5 заряжен с полярностью, указанной на фиг. 1, и включены тиристоры 1 и 4. При

этом коммутирующий конденсатор перезаряжается по цепи: конденсатор 5 - тиристор 4- разделительный конденсатор У-нагрузка 8- дроссель 6 - тиристор 1 - конденсатор 5.

Для нормальной работы инвертора параметры цепи должны быть выбраны такими, чтобы ток перезаряда носил колебательный характер, поэтому коммутирующий конденсатор 5 стремится перезарядиться до напряжения большего, чем напряжение Ud питания. Но по достижении напряжением на коммутирующем конденсаторе 5 величины нанряжения Ud питания схема управления включает тиристор 11 (см. фиг. 3 и 4). При этом нацряжение на ком,мутирующем конденсаторе 5 оказывается жестко связанным с напряжением на конденсаторе 12. При достаточно большой величине емкости конденсатора 12 превышение напряжениями на обоих конденсаторах 5 и 12 величины напряжения питания незначительно.

Ток коммутирующего дросселя 6 имеет колебательный характер, благодаря чему тиристоры 1, 4 и 11 в момент перехода тока через нуль запираются.

Через промежуток времени, достаточный для восстановления запирающих свойств тиристора 11, схема управления включает тиристор 10. Так как напряжение на конденсаторе 12 превышает напряжение на разделительном конденсаторе 9, равное напряжению питания, тиристор 10 отпирается и напряжения на конденсаторах 9 и 12 становятся равными. Затем включаются тиристоры 2 и 4 тиристорного моста и все процессы повторяются.

Таким образом, «излищняя реактивная энергия коммутирующего дросселя б отводится в разделительный конденсатор 9 и не вызывает «раскачки на пряжения На коммутирующем конденсаторе 5.

Благодаря поочередному включению тиристоров 10 и 11 исключается прямая связь между тиристорным мостом и разделительным

конденсатором 9, что предотвращает появление медленно затухающих круговых токов по цепи, образованной коммутирующим дросселем 6, тиристорами 10 и 11 и нагрузкой 8. Наличие круговых токов приводит к повреждению тиристоров из-за высокой скорости нарастаиия тока в момент их включения.

В схеме инвертора, выполненной без тиристорно-конденсаторной цепочки, величина напряжения на коммутирующем конденсаторе 5 и соответственно на тиристорах может в несколько раз превышать напряжение питания (см. кривую а на фиг. 5). В предлагаемом инверторе напряжение на

коммутирующем конденсаторе 5 и соответственно на тиристорах примерно раВНо напряжению питания (см. кривую б на фиг. 5). Это позволяет уменьшить число тиристоров инвертора при одновременном обеспечении большей

надежности их работы.

изобретения

Автономный инвертор, содержащий подключенные последовательно к выходным зажимам тиристорный .мост с коммутирующим конденсатором в диагонали, коммутирующий дроссель и дроссель фильтра, а также последовательную цепь из нагрузки и-разделительного конденсатора, подключенную через дроссель фильтра параллельно входным зажимам, отличающийся тем, что, с целью снижения напряжения на элементах, он дополнительно

снабжен двумя последовательно соединенными тиристорами, включенными между общими анодами вентилей тиристорпого моста и общей точкой нагрузки и разделительного конденсатора, а также конденсатором, нодключенным между общей точкой двух тиристоров и общими катода.ми вентилей тиристорного моста.

d

i5 i

l

JO W

аг.2

L

и

ШЛ