Автономный инвертор Советский патент 1978 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть исполь зовано в преобразователях,высокой час тоты для питания индукционных установок. Известны инверторы с ограничением максимального уровня напряжения на вентилях моста . В указанных инверторах, соДержапдах тиристорный мост с кокмутирующей цепочкой в диагонали и;иагрузкой, включеиной в цепь разделительного конденсатора, стабилизация напряжения на вентилях моста достигается, за счет включения неуправляемых вентилей-диодов встречно-параллельно тиристорам. При таком включении избыток электрома иитной энергии, запасенной в реактивных элементах моста сбрасывается чере диоды на разделительную емкость. Необходимость применения большого количества неуправляемых вентилей ведет к снижению надежности инвертора в целом. В инверторах со встречно-параллель ными диодами обратнсэе напряжение на тиристорах определяется падением напряжения на открытых диодах и составляет величину порядка 1-Зв. Столь малЛе обратное напряжение приводит к увеличению времени восстановления тиристоров. Регулировка уровня максимального напряжения на вентилях 3, инверторах со встречно-параллельньали диодами может осуществляться в основном за счет изменения сопротивления нагрузки. Наиболее близким к изобретению является инвертор без встречных диодов с включением нагрузки в цепь разделительного конденсатора З) Однако этот инвертор может стабильно работать только при определенных значениях сопротивления нагрузки. При больших изменениях сопротивления нагрузки (например, нагрузка-индукционный нагреватель) наблюдается сильная раскачка напряжения на коммутирующем конденсаторе, что ведет к увеличению максимального значения напряжения на вентилях тиристорного моста вьиие допустимых значений |И снижает надежность. Изменение собственной частоты колебательного контура в данном Инверторе может производиться только дискретно., Целью изобретения является jповьшение надежности при плавном регулировании собственной частоты инвертора. Поставленная цель достигается тем, что коммутирующий элемент выполнен в виде первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора на сердечнике с регулируемым воздушным зазором, вторичная обмотка которого связана с вы ходными выводами через разделительный конденсатор и обратный диод. На фиг.1 представлена принципиаль ная схема инвертора; на фиг.2 - кривые токов и напряжений на элементах схемы инвертора; на фиг.З - графическая зависимость относительного напряжения на коммутирующем конденсаторе от коэффициента трансформации вольтодобавочного трансформатора. Инвертор содержит входной дроссель 1, вспомогательный вольтодобавочный трансформатор, состоящий из обмоток 2 и 3 и сердечника 4, обратный диод 5 разделительный конденсатор 6 и тиристорный мост, состоящий из тиристоров 7-10 и коммутирующего конденсатора 11 Автономный инвертор работает еледующим образом. В момент включения ти ристоров 7,9 коммутирующий конденсатор 11 заряжен полярностью, указанной на фиг.1. Ток перезаряда конденсатора 11 после включения тиристоров 7,9 течет по цепи, образованной разделитель ным .конденсатором 6, обмоткой 2, тиристорами 7,9, конденсатором 11 и нагрузкой, подключенной к выходным выво дам А, В инвертора. . , Параметры инвертора.рассчитаны так что ток перезаряда имеет Колебательный характер. После прохождения колебательного тока коммутирующей цепи через максиму напряжение на обмотке 2 меняет свою полярность, что вызывает смену полярности напряжения также на обмотке 3. При достижении напряжения на обмот ке 3 величины большей, чем величина напряжения на выводах С,В, происходит включение диода 5. При этом электро.магиитная энергия, .накопленная .в обмотках вольтодобавочного трансформатора, передается конденсатору 6. Тиристоры 7,9 гаснут в тот момент времени, когда суммарное напряжение на обмотках 2,J вольтодобавочного тра сформатора оказывается меньше напряже ния на коммутирующем конденсаторе 11. В момент включения тиристоров 8,10 ти ристорного моста происходит смена полярности на обмотках,. 2,3,.и диод 5 запирается. Начинае.тся процесс перезаря да коммутирующего конденсатора и про цессы в инверторе повторяются.. Таким образом, в течение одного цикла работы всех вентилей моста на выходе инвертора мы получаем два полных периода напряжения. На фиг.2 а изображена кривая тока, протекающего через тиристоры 7-10; на фиг.2 б - кривая напряжения на тиристорах 7-10; на фиг. 2 в - кривая напряжения на коммутирующем конденсаторе 11; на фиг. г - кривая тока, поот, кающего через разделительный конденсатор 6 и нагрузку; на фиг. 2 д - кривая гока, протекающего через диод 5. На фиг.З изображена зависимость отйосительного максимального напряжения на коммутирующем конденсаторе от коэффициента трансформации к-- . где Wj - количество витков обмотки W/2 - количество витков обмотки 2. Из графика следует, что увеличение коэффициента К ведет к росту напряжения на коммутирующем конденсаторе, а следовательно, и максимального напряжения на вентилях моста. Уровень максимального напряжения на вентилях инвертора будет определяться сумма)ным напряжением на обмотке 3 и напряжением на обмотке 2 вольтодобавочного трансформатора. Изменяя число витков обмотки 3, можно регулировать уровень максимального напряжения на вентилях при сохранении собственной частоты инвертирования постоянной. Перестройка собственной частоты инверторного контура производится путем изменения воздушного зазора сердечника 4. При этом происходит плавное регулирование величины индуктивностей обмоток 2,3 с одновременным сохранением коэффициента трансформации К . iФормула изобретения 1.Автономный инвертор, содержсцций тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали, связанный со входными выводами через последовательно соединенные входной дроссель иjдополнительный индуктивный элемент, io6- щая точка которых связана с выходным выводом через разделительный конденсатор, о т ли ч аю щи йс я тем, что, с целью повышения надежности, в каестве дополнительного индуктивного элемента использована первичная обмот}са вспомогательного вольтодобавочного трансформатора, вторичная обмотка которого связана с выходными выводами ерез разделительный конденсатор и обатный диод. 2.Автономный инвертор по п.1, о тичающийся тем, что, с целью лавного регулирования собственной часоты, вольтодоб.авочный трансформатор ыполнен на сердечнике с регулируемым оздушным зазором. Источники информации, принятые во нимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 286043, кл. Н 02 М 7/00, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР I 300934, кл. Н 02 М , 1968. , З.Беркович Е.И. и др. Тиристорые преобразователивысокой частоты , ., Энергия, 1У/3, с.«2,рис.3-36а.

fut.2