Последовательный тиристорный инвертор Советский патент 1977 года по МПК H02M7/515 

1

Известен последовательный тиристорный инвертор, состоящий из мостовых преобразовательпых ячеек с коммутируюш,ими конденсаторами в диагоналях, причем цепь нагрузки включена последовательно с конденсаторо.м фильтра и коммутирующим дросселем, а к общей точке соединения последних анодом подключен диод.

Однако такой инвертор не обеспечивает достаточной стабильности напряжения на элементах инвертора при изменениях нагрузки.

С целью стабилизации напряжения на тиристорах при изменениях иараметров нагрузки катод диода, подключенного анодом к общей точке коммутирующего дросселя и конденсатора фильтра, подсоединен к положительному зажиму источника питания.

На чертеже иоказана принципиальная схема предлагаемого инвертора.

Инвертор содержит тиристоры мостовых ячеек 1-8, коммутирующие конденсаторы 9, 10, коммутирующий дроссель 11, нагрузку 12, разделительный конденсатор 13, диод 14, дроссель 15 и конденсатор фильтра 16.

Нагрузкой инвертора служит колебательиый контур, настроенный в резонанс с первой гармоникой выхОлТ,ного тока инвертора.

На конденсаторах 13 и 16 в процессе работы инвертора напряжение имеет среднее значение, равное напряжению питания инвертора, а через дроссель 11 в установивщемся режи.ме иротекает постоянный входной ток.

Рассмотрим работу инвертора за один цикл включения тиристоров инверторных ячеек. При включенни тиристоров 1, 2 через коммутирующий конденсатор 9, нагрузку 12, коммутирующий дроссель 11 и конденсатор 13 протекает колебательный ток, амплитуда которого обусловлена начальным напряжением

в контуре и волновым сопротивлением коммутирующих элементов.

Коммутирующий конденсатор 9 перезаряжается на обратную полярность и в тот момент, когда напряжение на нем превысит суммарное напряжение на конденсаторах 13 и 16, включается неуправляемый диод 14. Включение диода 14 меняет цепи протекания токов в инверторе. Входной ток инвертора потечет через конденсатор 13 и диод 14. Ток коммутирующего дросселя 11 и нагрузки 12 через тот же диод 14 потечет через конденсатор фильтра 16.

Ток коммутирующего конденсатора 9 сразу прерывается в момент включения диода 14 и

напряжение на нем фиксируется на уровне

суммарного напряжения на конденсаторах 13

и 16, т. е. при величнне двойного напрял ения

питания.

Ток коммутирующего дросселя 11 и нагрузки 12, протекающий через диод 14 и конденсатор фильтра 16, прекращается после израсходования запаса электромагнитной энергии нндуктивности 11. После этого момента выключается диод 14 и ток дросселя 11 нротекает по цепи, составленной конденсатором 13, коммутирующим дросселем 11, иагрЗ-зкой 12 и кондесатором фильтра 16.

С небольщой паузой после окончания проводящего состояния диода 14 включаются тнристоры 3 и 4 второго ииверториого моста. При этом коммутирующий конденсатор 10 перезаряжается по цепи, составленной нагр зкой 12, дросселем 11 н конденсатором 13. В момент равенства напряжения и конденсаторе 10 суммарному напряжению конденсаторов 16 и 13 вновь включается диод 14, предотвращаюои1Й дальнеЙ1иее увеличение напряжения на коммутнрующем конденсаторе 10.

После выключения диода 14 и последующей небольиюй паузы (введение которой улучщает гармонический состав кривой выходного тока и повьпиает амплитуду первой гармоники) включаются тиристоры 5 и 6 инвертора, а затем аналогично тиристоры 7 и 8 другой инверторной ячейки.

После выключения тиристоров 7 и 8 и диода 14 заканчивается полный цикл работы инвертора, в течение которого в нагрузке имеют место четыре полных периода тока высокой частоты.

Изменением иаузы между моментом погасания диода 14 и включением очередных тиристоров инвертора регулируется частота выходного тока инвертора.

В зависимости от соотнои1ения между резонансной частотой нагрузочного колебательного

контура и частотой первой гармоники выходного тока инвертора, контхр нагрузки имеет индуктивный или емкостной характер.

Эквивалентное сопротпвление нагрузочного

контура в обоих случаях уменьщается от значения, которое оно имело при резонансе, при этом изменяется волновое сопротивление колебательного контура инвертора. Однако указанные обстоятельства не изменяют амплитудное значение напрял ения на коммутирующих конденсаторах в данной схеме инвертора.

Во время проводящего состояния диода 14 запас энергии в индуктивных элементах схемы расходуется на заряд конденсаторов фильтра,

а ток через коммутнрующие коиденсаторы прекращается при включепин этого диода. Таким образом в ииверторе достигается иензменная амплитуда напряжеиия на тиристорах при изменении сопротивления нагрузки, в том числе и при частотном регулировании нагрузочного колебательиого контура.

Формула изобретения

Последовательный тиристорный инвертор, состоящий из мостовых преобразовательных ячеек с коммутирующими конденсаторами в диагоналях, причем цепь нагрузки включеиа последовательно с конденсатором фильтра и

коммутирующим дросселем, а к общей точке соединения последних анодом подключен диод, отличающийся тем, что, с целью стабилизации иапряжения на тиристорах при изменениях параметров нагрузки, катод указанного диода подключен к положительному зажиму источника питания.