Последовательный автономный инвертор Советский патент 1979 года по МПК H02M7/515 

ченные псхзледовагельно с обратными вентилями, шунтирующими нагрузку с фильтровыми конденсаторами; 31 - дополнительные конденсаторы; 32 - дополнительные дроссели; 33 - дополнительные транс форматоры. Поясним принцип работы предложенно го устройства сначала по наиболее простой схеме инвертора (фиг. l), в которой дополнительный дроссель 32 эашунтирован. При отпирании прямого вентиля 6 по контуру 24-22-6-31-23-21-34 (верхняя половина нагрузочного трансформатора 34) - 24 протекает близкий по форме к синусоидальному импульс прямого тока, при этом конденсаторы 23 и 31 заряжаются в сумме до напряжения , которое примерно равно двойному напряже нию на фильтровом конденсаторе 24. Это напряжениеЦ д. распределится не конденсаторах 2В и 31 обратнопропорционально их емкости, причем правые обкладки будут иметь знак +, левые -, что обеспечивает выключение основного вентиля 64 При включении обратного врнтиля 14 по контуру 24-.34-21-23-14-22-24 про текает близкий по форме к синусоидальному импульс обратного тока, при этом конденсатор .23 частично разряжается, а конденсатор 31 не разряжается к обеспечивает повышенное обратное напряжение . на основном вентиле в течение всего времени протекания тока через встречный вентиль 14. На нагрузке при этом форми- .руется полный период вь ходного тока (прямая и обратная полуволны). Для обес печения протекания тока через обратный вентиль 14 необходимо, чтобы соблюдалось неравенствои,у2,,},,чго выполнимо при C2J , т.е. дополнительный конденсатор 31 обязательно должен имет большую емкость, чем конденсатор 23. Однако это не вызывает увеличения его установленной мощности, так как при увеличении его емкости на нем снижается максимальное напряжение. При включении противофазного основного вентиля 7 процесс повторяется, при этом прямой ток протекает по контуру 27-34 (нижняя полуобмотка нагрузочного трансформатора 34)-.21-23-31-7-2227 и левые обкладки конденсаторов 23 и 31 становятся положительными, а правые - отрицательными.. При включении обратного вентиля 16 конденсатор 23 будет частично разряжаться по контуру 27-22-16- 23-21-34-27, а конденсатор 31 будет обеспечивать повышенное обратное напряжение на прямом вентиле 7 в течение всего времени протекания тока через вентиль 16. Нагрузка в схеме (первичная обмотка нагрузочного трансформатора 34) зашунтирована с .каждым из фильтровых конден-, саторов 24 и 27 обратными вентилями 18 и 19, для облегчения работы которых последовательно с ними включены нелинейные дроссели 30. При резком возрастании сопротивления нагрузки 29 резко возрастает напряжение на ней (на первичной обмотке трансформатора 34) и / снижается время, предоставляемое для восстановления управляемости основных вентилей. Для предотвращения этого включаются вентили 18 и 19, которые снижают напряжение на нагрузке до требуемого уровня и поддерживают на заданном уровне время, предоставляемое для вое-становлени5Р управляемости основных вентилей. Если в технологическом процессе резкого увеличения сопротивления нагру&ки не происходит, обратные вентили 18 и 19 шунтирующие нагрузку, могут oTcyi ствовать. В качестве обратных вентилей (например 14 и 16) могут применяться как управляемые, -так и неуправляемые вентили. В последнем случае.при включении очередного прямого вентиля,, например вентиля 7, конденсатор 31 помимо перезаряда по основному контуру 27-34-21-23-31-7-22-27 может разряжаться по контуру 31-7-16-31, что может привести к дополнительной загрузке током вентилей 7 и 16. . Для предотвращения этого разряда последовательно с дополнительнь1М конденсатором 31 включен дополнительный дроссель 32, величина которого должна вьтбираться из условия, чтобы ток по контуру 31-7-16-32-31 был равен нулю или был значительно меньше, чем по основному контуру 27-34-21-23-32-31-7-2227. Включение дополнительного дросселя 32 не влияет на процесс восстановления управляемости основного вентиля 7, так как при протекании тока по обратному вентилю 16 ток по контуру 32-31-7-16-32 равен нулю, и следовательно, напряжение на дросселе 32 также равно нулю В ряде случаев оказывается целесообразным подключать дополнительный конденсатор 31 через дополнительный трансформатор 33 для облегчения согласования величин емкостей конденсаторов 23 и 31, Вариант с таким подключением до полнительных конденсагоров в мостовом инверторе показан на фиг. 3, Изменяя соотношение витков первичной и вторичной обмоток трансформатора 33, можно изменять соотношение между емкостями конденсаторов 23 и 31, при использовании одного типа конденсаторов. В схеме (фиг, з) процессы протекают аналогично рассмотренным в схеме на фиг, 2, При включении основных вентилей 5 и 8 прямой ток протекает по контуру 24-22-5-33-32-21-23-32-33-8-22-27-29-24при этом заряжаются конденсатор 23 и конденсаторы 31. При включении обратны вентилей 13 и 16 встречный ток протекает по контуру 24-29-27-22-16-23-21-13-22-24, при этом конденсатор 2 обеспечивает протекание тока через обра вые вентили 13 и 16, а конденсаторы 31 через трансформаторы 33 обеспечивают в течение времени протекания тока через вентили 13 и 16 повышенное обратное напряжение на основных вентилях 5 и 8. При работе вентилей 5, 8 и 13, 16 через нагрузку 29 протекает переменный ток {полный период). Затем вклю чаются основные вентили 6, 7 (ток проте кает по контуру 24-22-6-33-32-23-21 32-33-7-22-27-29- 24) W обратные 14, 15 (ток протекает по контуру 24-29-27-22-15-21-23-14-22-24J, при этом процессы повторяются. Вентили 18 и 19 (в схеме фиг. З) служат для ограничения напряжения на нагрузке 29 и предотвращения снижения времени, предоставляемого для восстановления .управляемости основных вентилей. В ряде случаев целесообразно объединять дополнительные конденсаторы противофазных групп вентилей. Такой вариант двухмостового инвертора показан на фиг. Здесь обьедннены дополнительные конденсаторы 31 вентилей 1,3,9,11 и 2,4,10, 12 в левом мосту, а также вентилей 5,7,13,15 и 6,8,14,16 в правом мосту инвертора. Схема работает следующим образом. При включении основных вентилей 1, 4, прямой ток протекает по контуру: 24-22 -1-33-32-21-23-32-33-4-22-27-2924, при этом заряжаются конденсаторы 23 и 31. При включении обратных вентилей 9, 12 встречный ток протекает по контуру 23-21-9-22-24-29-27-22-12-23, при этом конденсатор 23 обеспечивает протекание встречного тока через обратные вентили 9 и 12, а конден496сатор 31 через трансформаторы 33 обеспечивает в течение времени протек-ания тока через вентили 9 и 12 повышенное обратное напряжение на основных вентилях 1 и 4. В следующем такте работы инвертора включаются основные вентили 5 и 8 и обратные 13, 16, затем осно&ные вентили 2 и 3 и обратные - 11, 10. В последнем такте работы включаются основные вентили б, 7 и обратные 15, 14. В каждом такте работы процессы в схеме повторяются аналогично описанным. Таким образом, в предлагаемых схе.:ах инверторов к основным вентилям прикладывается повышенное обратное напряжение во время работы соответствующих обратных вентилей, что снижает время необходимое для восстановления их управляемости, а, следовательно, расширяет частотный диапазон работы инвертора. Предлагаемый контур может быть использован и в других схемах со встречно-параллельными вентилями. Формула изобретения. 1.Последовательный автономный инвертор, содержащий встречно-параллельно включенные последовательные пары основных и обратных вентилей, связанные с коммутирующимLС -контуром, и фильтр,. состоящий из двух последовательно соединенных LC -цепей, конденсатор каждой из которых соединен с вьсходными выводами инвертора через цепочку из нелинейного дросселя и дополнительного обратного вентиля, отличающийся тем, что, с целью увеличення надежности и повышения КПД, он снабжен дополнительиымЬ С-контуром, включенные между общими точками указанных пар вентилей. 2.Инвертор по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что дополнительный L С- контур выполнен в виде последовательно соединенных дросселя и конденсатора. 3.Инвертор по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что последовательно с дросселем дополнительного LC-контура включена первичная обмотка вспомогательного трансформа тори, вторичная обмотка которого зашунтирована конденсатором этого контура. 4.Инвертор по п. 3, о т л и ч а ющ и и с я тем, что при мостовом исполнении вторичные обмотки дополнительных трансформаторов противофазных вентильных групп моста инвертора соединены параллельно и подключены к общему кон- денсатору дополнительного L С-контура.

2в + 028

7