Автономный инвертор Советский патент 1977 года по МПК H02M7/515 

1

Известен автономный инвертор, содержащий фильтр, состоящий из дросселя и секционированного конденсатора, моста, основных тиристоров и блок коммутации, состоящий из двух коммутирующих тиристоров, между общими точками последовательного соединения которых включена одна из обмоток коммутирующего дросселя со средней точкой, к которой подсоединена одна из обкладок коммутирующего конденсатора, а его другая обкладка связана с общей точкой коммутирующих распределительных тиристоров.

В известных инверторах в конце процесса коммутации избыточная энергия коммутирующих дросселей либо переводится в кОлМмутирующий конденсатор, что приводит к появлению перенапряжений на конденсаторе и вентильных элементах инвертора, либо рассеивается в виде тепловой энергии, что приводит к увеличению токовой нагрззки вентильных элементов и снижению КПД инвертора.

Кроме того, в известных схемах инверторов с устройствами возврата энергии коммутации е помощью дополнительных трансформаторов или двухобмоточных дросселей величина перенапряжений на коммутирующем конденсаторе и вентильных элементах зависит от соотнощения витков основной обмотки и обмотки сброса коммутирующего дросселя. При услозии равенетва витков этих обмоток и идеальной магнитной связи ними величина перенапряжений на тиристорах инвертопя вдвое превышает напряжение источника питяния.

При других соотношениях витков Wo основной обмотки PI обмотки We сброса перенапряжения на вентильных элементах

инвертора определяются соотношением

Wn

0 (1 +

10

1Ге У

а на вентильных элементах устройства сброJw,

са

Таким образом, известные схемы инверторов принципиально не устраняют перенапряжений на коммутируюших конденсаторах и вентильных элементах.

С целью уменьшения перенапряженпй на элементах инвертора при возврате избыточной энергии коммутирующего дросселя в источник питания в предлагаемом инверторе между дросселем фильтра и положительной обкладкой его конденсатора подключена цепочка, состоящая из параллельно соединенных вентиля, конденсатора и вторичной обмотки коммутирующего дросселя, включенной последовательно с другим вентилем, причем катод носледнего связан с катодом первого вентиля.

Кроме того, к входному зажиму цепочки подключена одна из обкладок секции конденсатора фильтра.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого автономного инвертора; на фиг. 2 - то же, вариант инвертора, исключающий установку последовательного конденсатора.

Предлагаемый инвертор содержит тиристоры 1-6 инвертора, коммутирующие тиристоры 7 и 8, коммутирующий конденсатор 9, коммутирующий дроссель 10, дополнительный вентиль 11 (тиристор или диод), включающий в себя обмотку сброса, и конденсатор 12 фильтра, разделительный вентиль 13 (диод), конденсатор 14 фильтра, дроссель 15 фильтра, датчик 16 напряжения и формирования управляющих импульсов, коммутирующий тиристор 17, диод 18 обратного тока, первичная и вторичная обмотки 19 и 20 коммутирующего дросселя 10.

Инвертор работает следующим образом.

Предположим, включены тиристоры инвертора 1, 2 и 6, при этом ток протекает от источника UD через нагрузки 21-23 (фиг. 1).

Для выключения тиристора 1 включаются коммутирующие тиристоры 7 и 17 и предварительно заряженный конденсатор 9, разряжаясь по цепи: конденсатор 9 - тиристор 17- диод 18 - тиристор 7, обмотка 19 дросселя 10 обеспечивает выключению тиристора 1.

После перезаряда конденсатора 9 до напряжения источника через обмотку 19 дросселя 10 протекает ток, равный току нагрузки.

По достижении напряжения конденсатора заданного значения (например, величины источника питания Ufj) датчик 16 формирования управляющих импульсов включает тиристор И, который подключает вторичную обмотку сброса 20 коммутирующего дросселя 10 одновременно к конденсатору 14 фильтра и разряженному дополнительному электролитическому конденсатору 12, имеющему практически нулевое внутреннее сопротивление, поэтому ЭДС дросселя 10 мгновенно уменьшается практически до нуля, ч.то исключает дальнейший заряд коммутирующего конденсатора 9 и ускоряет процесс выключения тиристоров 7 и 17.

Запасенная электромагнитная энергия коммутирующего дросселя полностью переходит

в конденсаторы 14 и 12 фильтра и в дальнейшем передается в нагрузку.

Диод 13 исключает образование короткозамкнутого контура для обмотки сброса 20 дросселя 10.

Электролитический конденсатор 14 (фиг. 2) разбивается на две группы, причем параллельная цепочка из диода 13 и обмотки сброса 20 дросселя 10, соединенной последовательно с тиристором 11, включена между положительными полюсами этих групп конденсаторов 12 и 14.

При включении тиристоров И обмотка сброса 20 дросселя 10 подключается к цепочке соединенных встречно-последовательно конденсаторов 14 и 12, имеющих одинаковое напряжение, что соответствует нулевому внутреннему сопротивлению этой цепочки.

Выравнивание напряжения конденсаторов 12 и 14 происходит автоматически за счет тока дросселя 15 фильтра.

Формула изобретения

1.Автономный инвертор, содержащий фильтр, состоящий из дросселя и секционированного конденсатора, мост, основные тиристоры и блок коммутации, состоящий из двух

коммутирующих тиристоров, между общими точками последовательного соединения которых включена одна из обмоток коммутирующего дросселя со средней точкой, к которой подсоединена одна из обкладок коммутирующего конденсатора, а его другая обкладка связана с общей точкой коммутирующих распределительных тиристоров, отличающийся тем, что, с целью уменьшения перенапряжений на элементах инвертора, между дросселем фильтра и положительной обкладкой его конденсатора подключена цепочка, состоящая из параллельно соединенных вентиля, конденсатора и вторичной обмотки коммутирующего дросселя, включенной последовательно с другим вентилем, причем катод последнего связан с катодом первого вентиля.

2.Автономный инвертор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью дальнейшего уменьщения перенапряжений, к входному зажиму цепочки подключена одна из обкладок секции конденсатора фильтра.