Последовательный инвертор Советский патент 1978 года по МПК H02M7/515 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано, в частности, в статических преобразователях частоты со звеном постоянного тока, например для индукционного нагрева.

Известны схемы автономных последовательных инверторов, содержащие два и более тиристорных моста с включенными в диагональ переменного тока коммутирующими элементами, и нагрузку, включенную параллельно другой диагонали моста через разделительный конденсатор 1, 2. Недостаток этих схем состоит в невысокой надежности их работы.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является автономный последовательный инвертор 3, в котором для обеспечения надежного отпирания обратных тиристоров импульсы управления на них подаются как с независимой системы управления, так и через трансформаторы тока, включенные в цепь основных тиристоров. Такое дублирование управления обратных тиристоров необходимо для надежного отпирания обратных тиристоров при работе инвертора на индуктивную нагрузку.

Недостатком такой схемы является отсутствие достаточной надежности работы обратных тиристоров при изменении скомпенсированной, или чисто активной нагрузки в широких пределах. Например, при больших сопротивлениях нагрузки за счет роста напряжения на ней «горение обратных тиристоров может проходить в два интервала. На первом интервале тиристор отпирается импульсами от схемы управления, затем тиристор запирается под действием обратного напряжения, прикладываемого к нему вследствие перезаряда коммутирующего конденсатора. После этого происходит самопроизвольное отпирание обратного тиристора на втором интервале, во время отпирания очередного прямого тиристора. Это происходит из-за того, что время существования обратного напряжения на этом тиристоре недостаточно для восстановления его запирающей способности. Окончательное запирание обратного тиристора происходит после перезаряда коммутирующего конденсатора в течение полупериода работы очередного прямого тиристора. Таким образом, при больших сопротивлениях нагрузки режим работы обратных тиристоров не обеспечивает достаточной надежности, так как неуправляемое отпирание тиристоров недопустимо для их надежности эксплуатации.

В то же время необходимость в работе обратных тиристоров отпадает при работе на большие сопротивления нагрузки, так как режим работы инвертора характеризуется как апериодический и рост напряжения на элементах инвертора практически отсутствует без дополнительного сброса энергии. Все это не обеспечивает достаточной надежности функционирования инвертора в целом.

Целью изобретения является повышение надежности работы инвертора.

Это достигается те.м, что в последовательный инвертор, содержащий два преобразовательных моста, тиристоры каждого из которых соединены с выходами распределителя импульсов системы управления и зашунтированы обратными вентилями, связанными с блоком управления, коммутирующие LC-контуры, включенные каждый в диагональ переменного тока соответствующего моста, причем диагонали постоянного тока обоих .мостов соединены с выходны.ми выводами инвертора через разделительный конденсатор, введены датчик вы.ходного напряжения, пороговый эле.мент и схема совпадения, одни входы которой соединены с пороговым элементо.м, другие - с выходами распределителя импульсов, а выходы схемы совпадения связаны с цепя.ми управления обратных вентилей.

На чертеже приведена схема последовательного инвертора.

Инвертор содержит входной дроссель 1, тиристорные мосты с основными тиристорами 2 и обратны.ми тиристорами 3, коммутирующими цепями, состоящими из конденсаторов А и дросселей 5, разделительный конденсатор 6, нагрзку 7, датчик напряжения 8, пороговый эле.мент 9, схемы совпадения IО и распределитель 11 системы управления основны.ми тиристорами.

Инвертор работает по разному в зависимости от величины сопротивления нагрузки и выходного напряжения. При мало.м сопротивлении нагрузки напряжение на выходе инвертора и, следовательно, датчика напряжения 8, невелико и недостаточно для срабатывания порогового элемента 9. При этом на выходе порогового элемента 9 имеется единичный логический сигнал, поступающий на одни входы схемы совпадения 10, что соответствует разрешению прохождения управляюш,их сигналов на обратные тиристоры 3 в соответствии с необходимой очередностью их работы.

С увеличением сопротивления нагрузки, напряжение на ней также увеличивается, токи протекаюпше в инверторе при этом быть близки к апериодически.м и напряжение на нагрузке возрастает. Напряжение срабатывания порогового эле.мента выбирается таким, что срабатывание порогового элемента происходит при напряжении иа нагрузке, соответствующем появлению режима самопроизвольного повторного

отпирания обратных тиристоров. Таким образом, при увеличении сопротивления нагрузки и росте выходного напряжения инвертора, срабатывает пороговый эле.мент, на выходеего появляется нулевой логический

сигнал, при это.м запрещается прохождение управляющих сигналов на обратные тиристоры.

На энергетические характеристики такое отключение обратных тиристоров не сказывается, так как оно происходит при больших

сопротивлениях нагрузки, когда нет необходимости в отводе энергии от ком.мутирующего конденсатора. Такое выполнение инвертора позволяет обеспечить надежную работу обратных тиристоров в широком диапазоне из.менения сопротивления нагрузки, позволяет автоматически выбирать режи.м работы инвертора.

Формула изобретения

Последовательный инвертор, содержащий два преобразовательных моста, тиристоры каждого из которых соединены с вы.ода.ми распределителя и.мпульсов системы |фавления и защунтированы обратными вентилями, -связанными с блоком управления, коммутирующие LC-контуры, включенные каждый в диагональ переменного тока соответствующего моста, приче.м диагонали постоянного тока обоих мостов соединены с

выходными выводами инвертора через разделительный конденсатор, отличающийся те.м, что, с целью повышения надежности, в него введены датчик выходного напряжения инвертора, пороговый элемент и схе.ма совпадения, одни входы которого подключены к порогово.му элементу, другие - к выходам распределителя импульсов, а выходы схемы совпадения связаны с цепями управления обратных вентилей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

№ 490243, кл. Н 02 М 7/515, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР № 353322, кл. Н 02 М 5/42, 1972.

3.Авторское свидетельство СССР № 499639, кл. Н 02 М 7/515, 1975.

X-iii S

S

Ifd

zp 5

pw

Л

кг

- н2

0

K-S

/rJ

10

W

A 5

10