Последовательный инвертор с обратной связью по напряжению Советский патент 1978 года по МПК H02M7/72 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для питания током высокой частоты индукционной нагревательной установки.

Известны последовательные инверторы с двумя мостовыми вентильными схемами, через которые нагрузка подключена к одному из нолюсов источника питания, соединенному через конденсатор фильтра со средней точкой нагрузки, причем выводы нагрузки через обмотки дросселя фильтра подключены к другому полюсу источника питания 1. Ирименеиие дополнительных обмоток на коммутирующих индуктивностях, включенных через диоды к источнику питания, снижает КИДпреобразователя, так как обратный ток, загружая оборудование, не выделяет в нагрузке полезной мощности.

Цель изобретения - повышение КПД устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в последовательном инверторе с обратной связью по напряжению, содержащем две мостовые вентильные схемы на тиристорах, во внутреннюю диагональ которых включены илдуктивно-емкостные последовательные контуры, одна пара одноименных точек внешних диагоналей через внешние коммутирующие индуктивности соединена с одной обкладкой конденсатора фильтра и через дроссель - с

положительным полюсом источника питания, другая пара точек внешних диагоналей соедннена с выводами нагрузки, зашунтированной конденсатором, к среднему выводу которой подсоединена другая обкладка конденсатора фильтра и через дроссель - отрицательный нолюс источника питания, а внешние коммутирующие индуктивности снабжены дополнительными обмотками, которые одним концом подсоединены через диоды к конденсатору фильтра, предлагается вторые концы дополнительных обмоток коммутирующих индуктивностей перекрестно подключать к выводам нагрузки.

На чертеже показана принциннальная схема предлагаемого инвертора.

Он содержит тиристоры 1-8, диоды 9 и 10, коммутирующие конденсаторы И и 12, внутренние коммутирующие индуктивности Г6 н 14, внешние коммутирующие индуктивности 15 н 16, дополнительные обмотки 1/ и 18, нагрузку 19, компенсирующий конденсатор 20, конденсатор 21 фильтра, дросселн 22 и 23 фильтра.

Во внутреннюю диагональ двух мостовых вентильных схем на тиристорах 1-8 включены последовательно соединенные коммутирующие конденсаторы 11 нлн 12 и внутреннне коммутирующие индуктивности 13 или 14. Иагрузка 19 зашунтирована компенсирующим конденсатором 20. Дополнительные обмотки 17 и 18 индуктивно связаны с обмотками внешних коммутирующих индуктивностей 15, 16. Диоды 9 и 10 включены последовательно с дополнительными обмотками. Одна пара одноименных точек внешних диагоналей вентильных схем через внешние коммутируюш;ие индуктивности 15 или 16 соединена с одной обкладкой конденсатора 21 фильтра, и через дроссель 22 фильтра - с положительным полюсом источника питания, другая пара одноименных точек внешних диагоналей вентильных схем соединена с выводами нагрузки 19, к среднему выводу которой подсоединена другая обкладка конденсатора 21 фильтра, и через дроссель фильтра 23 - с отрицательным полюсом источника постоянного тока. Диоды 9 и 10 подключены к точке соединения одной обкладки конденсатора 21 фильтра с внешними коммутируюш,ими индуктивностями 15 и 16.

С целью повышения КПД устройства вторые концы дополнительных обмоток 17 и 18 коммутирующих индуктивностей перекрестно подключены к выводам нагрузки 19.

Последовательный инвертор работает следующим образом.

При подаче управляющих импульсов, например на тиристоры 1 и 4, протекает импульс тока по цепи: 21-15-1 -13-Г1-4- 19 и 20-21. При этом через нагрузку 19 импульс тока протекает слева направо. После прекращения этого импульса тока отпираются очередные тиристоры 5 и 8 другой вентильной схемы. При этом импульс тока протекает по цепи: 21-16-5-12-14-8-19 и 20-21. Через нагрузку 19 этот импульс тока протекает справа налево, т. е. в обратную сторону. После прекращения импульса тока через тиристоры 5 и 8 отпираются очередные тиристоры 2 и 3. При этом снова протекает импульс тока по цепи: 21-15-2-11 - 13-3-19 и 20-21. Через нагрузку 19 этот импульс протекает снова слева направо. Затем отпираются тиристоры 6 и 7, и через нагрузку 19 импульс тока снова протекает в обратную сторону. Далее процесс повторяется.

Таким образом, через нагрузку 19 протекает импульсный переменный ток.

При номинальном сопротивлении нагрузки 19 напряжение на индуктивностях 15 и 16, следовательно, и на дополнительных обмотках 17 и 18, мало и диоды 9 и 10 заперты. При снижении сопротивления нагрузки 19 напряжение на обмотках 17 и 18 возрастает и диоды 9 и 10 отпираются. Если проводят ток тиристоры 1 и 4 или 2 и 3, то избыточный реактивный ток протекает по цепи: 17-9- 21-19-17. Через нагрузку 19 этот импульс тока протекает в том же направлении, что и основной импульс тока от мостовой вентильной схемы. В течение следующего полупериода, когда проводят ток тиристоры 5 и 8 или

6 и 7, избыточный реактивный ток протекает по цепи: 18-10-21-19-18. Этот импульс тока через нагрузку 19 также совпадает по направлению с основным импульсом тока от мостовой вентильной схемы. Таким образом,

при снижении сопротивления нагрузки 19 ниже номинального, в течение каждого полупериода избыточный реактивный импульсный ток, обусловленный перенапряжением в контурах коммутации инвертора, протекает через

нагрузку 19 в том же направлении, что и основной импульсный ток мостовых вентильных схем, выделяет в ней дополнительную нолезную мощность, что повышает КПД инвертора.

Формула изобретения

Последовательный инвертор с обратной связью по напряжению, содержащий две мостовые вентильные схемы на тиристорах, во

внутреннюю диагональ которых включены индуктивно-емкостные последовательные контуры, одна пара одноименных точек внешних диагоналей через внешние коммутирующие индуктивности соединена с одной обкладкой

конденсатора фильтра и через дроссель - с положительным полюсом источника питания, другая пара точек внешних диагоналей соединена с выводами нагрузки, зашунтированной конденсатором, к среднему выводу которой

подсоединена другая обкладка конденсатора фильтра и через дроссель - отрицательный полюс источника питания, а внешние коммутирующие индуктивности снабжены дополнительными обмотками, которые одним концом

подсоединены через диоды к конденсатору фильтра, отличающийся тем, что, с целью повыщения КПД устройства, вторые концы дополнительных обмоток коммутирующих индуктивностей перекрестно подключены

к выводам нагрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 264529, кл. П 02М 5/42; 1971.