Автономный инвертор Советский патент 1977 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и может быть использовано в устройствах повышенной частоты для индукционното нагрева металлов.

Известны автономные инверторы, содержащие однофазные мосты на тиристорах, шунтированных обратными диодами, с коммутирующими индуктивно-емкостными контурами в диагонали. В этих устройствах выходная мощность регулируется при помощи управляемого тиристорного выпрямителя, который является источником питания. При глубоком регулировании напряжения это приводит к большим пульсациям напряжения на входе инвертора и ухудшению коэффициента мощности.

Известен также автономный инвертор, содержащий подключенный к положительному зажиму одного источника питания однофазный мост на тиристорах, шунтированных обратными диодами, с коммутирующим индуктивно-емкостным контуром в диагонали и разомкнутыми катодами тиристоров, неполный мост, состоящий из двух щунтированных диодами тиристоров и двух диодов, причем катоды двух тиристоров подключены к отрицательному зажиму другого источника питания, а катоды двух диодов - к его положительному зажиму, а также цепь нагрузки.

Регулирование мощности в этом инверторе осуществляется путем изменения величины

задержки включения тиристоров плеча катодной группы одного из мостов инвертора по отношению к моменту включения тиристоров плеча анодной группы. Это приводит к изменению напряжения, прикладываемого к нагрузке, а следовательно, выделяемой в ней мощности. Недостаток известного устройства состоит в том, что большое число вентилей вызывает дополнительные потери в ппх, а частота тока иагрузки не иревышает частоты управления вентилями мостов.

Целью изобретения является повышенпе к. п. д. и выходной частоты.

Это достигается тем, что указанная цепь нагрузки включена между другими разноименными зажимами источников питания, а разомкнутые катоды тиристоров однофазного моста соединены с соответствующими анодами тиристоров неполного моста.

На фиг. 1 ноказана иринципиальпая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - блоксхема узла управления тиристорами инвертора; на фиг. 3 - диаграмма токов и напрял ений.

Устройство содержит тиристоры 1-6, обратные диоды 7-14, последовательный коммутирующий контур, состоящий пз дросселя 15 и конденсатора 16, два источника питания 17, 18 и нагрузку 19. Тиристоры 1-4, каждый из которых шунтирован обратным диодом, соединены в однофазный мост с разомкнутыми катодами тиристоров 2, 4. Диоды И-14 соединены в однофазный мост, причем диоды 11, 12 шунтированы соответственно тиристорами 5, 6, аноды которых соединены с катодами тиристоров4, 2. Коммутирующий контур из дросселя 15 и конденсатора 16 присоединен между зажимами переменного тока моста тиристоров 1-4. Нагрузка 19 подключена между разноименными зажимами источников питания 17, 18, другие которых присоединены к общим электродам тиристоров 1, 3 и 5, 6. Общие катоды диодов 13, 14 присоединены к положительному зажиму источника питания 18.

Узел уиравления тиристорами содержит задающий генератор 20, фазосдвигающий блок 21, формирователи импульсов 22 и 23.

Устройство работает следующим образом.

В момент времени /i с выхода формирователя импульсов 23 подаются управляющие импульсы на тиристоры 1, 2. После открытия тиристоров 1, 2 к коммутирующему контуру 15, 16 и через диод 14 к нагрузке 19 прикладывается папряжение источника 17, при этом ток протекает по цепи: 17-1 -15-16-2-14- - 19-17.

В момент времени tz, т. е. с задержкой по времени t с выхода формирователя 23 подается управляющий импульс на тиристор 6. После открытия тиристора 6 под воздействием источника 18 диод 14 запирается, а к нагрузке 19 и коммутирующему контуру ирикладывается напряжение, равное сумме напряжений источников питания 17 и 18.

В момент времени /з ввиду колебательного характера ток тиристоров 1, 2, 6 становится равным нулю, тиристоры запираются. После изменения направления ток инвертора протекает через обратные диоды 7, 8, 12 по цепи; 16--15-7-17-19-18-12-8-16.

В момент времени t ввпду колебательпого характера ток обратных диодов 7, 8, 12 становится равным нулю, диоды запираются.

В течение времени t - 4 к тиристорам 1, 2, 6 прикладывается обратное напряжение, равное падению напряжения на обратных диодах 7, 8, 12, и тиристоры восстанавливают запирающую способность.

В момент времени /5 начинается второй полупериод работы, подаются управляющие импульсы с формирователя на тиристоры 3, 4. Во втором иолупериоде процессы протекают аналогично описанному в нервом полупериоде.

Пзмсняя с помощью фазосдвигающего блока 21 момент включения тиристора 6 (5) относительно момента включения тиристоров 1, 2 (3, 4), можно изменять время работы источника питания и тем самым плавно регулировать ток и напряжение в нагрузке 19.

Включение нагрузки 19 между источн 1ками питания 17 и 18 позволяет удвоить частоту тока в ней по сравнению с частотой управления тиристорами 1-4 инвертора.

Возможно включение нагрузки 19 в цепь коммутирующего контура 15, 16, при этом частота тока в нагрузке 14 будет равна частоте управления тиристорами 1-4 моста.

Формула изобретения

Автономный инвертор, содержащий подключенный к положительному зажиму одного источника питания однофазный мост на тиристорах, шунтированных обратными диодами, с коммутирующим индуктивно-емкостным контуром в диагонали, и разомкнутыми катодами тиристоров, неполный мост, состоящий из двух шунтированных диодами тиристоров и двух диодов, причем катоды двух тиристоров подключены к отрицательному зажиму другого источника питания, а катоды двух диодов - к его положительно.му зажиму, а также цепь нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения к.п.д. и выходной частоты, упомянутая цепь включена между другими разноименными зажимами источников питания, а разомкнутые катоды тиристоров однофазного моста соедииены с соответствующими анодами тиристоров неполного моста.

6 jii K

t

tfyis

-7

кз,