Автономный инвертор Советский патент 1979 года по МПК H02M7/515 

На фиг. 1 и 2 представлены схемы возможного выполнения описываемого инвертора; на фиг. 3, а-с-графики напряжений и токов, поясняющие его работу. Автономный инвертор содержит мост 1 основных тиристоров 2-7 и мост 8 вспомогательных тиристоров 9-14, выводы неременного тока которых объединены и подключены к нагрузке 15, две нспочки из последовательно соединенных тиристоров 16, 17 и 18, 19 и блок 20 подзаряда коммутирующего конденсатора 21, включающий и себя подзарядные тиристоры 22-25, источник 26 нодзаряда и фильтр 27. Точка сосдпнсния коммутирующих тиристоров 16 и 17 одной цепочки через введенный дроесель 28 и коммутирующий конденсатор 21 связана с точкой соединения тиристоров 18 и 19 другой цепочки и с точкой объединения выводов тиристоров 9-14 моста 8. Противоположные силовые электроды коммутирующих тиристоров 18 и 19 связаны с точкой соединения коммутирующих тиристоров 16 и 17 первой цепочки. Выводы постоянного тока основного моста 1 связаны с основным источником 29 питания. Инвертор (см. фиг. 1) работает следующим образом. Пусть включены тиристоры 2 и 7 и ток нагрузки протекает по цепи: источник 29 - тиристор 2 - фаза Л - фаза С - тиристор 7- источник 29. Конденсатор 21 заряжен до напряжения, нолярность которого указана на фиг. 1 без скобок. Подачей импульса управления отпирают тиристоры 16 и 9, при этом к тиристору 2 прикладывается обратное напряжение коммутирук)щего конденсатора 21, тиристор 2 запирается, и ток нагрузки фазы А протекает но новой цени: источник 29 - тиристор 16 - дроссель 28 - конденсатор 21-тиристор 9 - фаза Л - фаза С - тиристор 7 - источник 29. Конденсатор 21 начинает перезаряжаться током нагрузки. Через время, равное времени восстановления запирающих свойств тиристора 2, включают вспомогательный тиристор 18 и конденсатор 21 начинает форсированно перезаряжаться но цепи: конденсатор 21-тиристор 18 - дроссель 28 - конденсатор 21, представляющей собой колебательный контур. После окончания колебательного процесса тиристор 18 запирается, а конденсатор 21 в это время заряжен полярностью, указанной на фиг. 1 в скобках. Затем включают тиристоры 22 и 25 блока подзаряда и конденсатор 21 дозаряжается по цени: источник 26 - фильтр 27 - тиристор 22 - конденсатор 21-тиристор 25 - источник 26. Дозаряд конденсатора также возможен при отсутствии блока подзаряда током нагрузкн. После окончания колебательного процесса подают импульс на основной тнристор 3, и ток нагрузкн с фазы Л переходит в фазу В. Указанные процессы в других фазах инвертора нроиллюстрированы на фиг. 3, где а - напряжение на коммутирующем конденсаторе 21; б - моменты подачи нмпульсов управления на тиристоры; в-д - токи IA, IB, ic в нагрузке. В момент 1 показан процесс увеличения тока нагрузки. Процесс коммутации не зависит от тока нагрузки и состоит из трех ноетоянных во времени участков. На первом участке происходит разряд коммутирующего конденсатора 21 током нагрузки. Время этого участка равно времени восстановления запираюHU1X свойств основных тиристоров. На втором участке коммутируюп1пй конденсатор 21 перезаряжается в колебательном контуре, который образован дросселем 28 и одним из тнристоров 19 или 18. Время перезаряда коммутирующего конденсатора также постоянно и зависит от индуктивности дросселя 28. Третий участок перезаряда коммутирующего конденсатора также не зависит от тока нагрузки и онределяется ностояпной времени источника подзаряда, его напряжением и емкостью коммутирующего конденсатора 21. В случае отсутствия блока подзаряда третий участок перезаряда коммутирующего конденсатора равен времени первого участка. Таким образом, длительность всего времени коммутации не зависит от тока нагрузки и выбирается из заданного времени выключения основных тиристоров. Так, если применить серийно выпускаемые тиристоры типа ТБ с временем 50-100 мкс, то время коммутации можно довести до 150- 300 МКС, а выходную частоту инвертора - до 2-3 кГц в широком диапазоне применения тока нагрузки. Работа инвертора, изображенного на фиг. 2, не отличается от работы инвертора, изображенного на фиг. 1. Для выключения тиристора 2 необходимо включить те же тиристоры 16 и 9 и для ускоренного перезаряда конденсатора необходимо включить тиристор 18. Отличие состоит только в том, что в контурах перезаряда участвуют тиристоры 16 и 17 одповременно с тиристорами 18 и 19. Каждый из предлагаемых вариантов выполнения инвертора на фиг. 1 и 2 имеет свои преимущества и недостатки. Так, в варианте на фиг. 1 достигается меньшая загрузка тиристоров 16 и 17, а также ниже напряжение на тиристорах 18 и 19 по сравпению с вариантом на фиг. 2. Однако в варианте на фиг. 2 коммутирующие тиристоры 16 и 17 отсечены от моста вспомогательных тиристоров 9-14 конденсатором 21 и в случае ложного отпирания, например, тирпсторов 16 и 9 при открытом тиристоре 5 срыза инвертора не происходит. В варианте на фиг. 1 при ложном отпирании тиристоров, например, 16, 19, 9 и 5 происходит срыв инвертора. Таким образом, при построении инвертора выбор конкретного вариаита зависит от мощности и выходного напряжения инвертора.

Предлагаемый инвертор выгодно отличается от известных тем, что время, предоставляемое для запирания тиристоров, не зависит от тока нагрузки и определяется временем подачи управляющих импульсов на перезарядные тиристоры 18 и 19 и временем колебательного перезаряда конден сатора 21, что позволяет повысить верхний диапазон выходной частоты инвертора.

Формула изобретения

Автономный инвертор, содержащий мост основных тиристоров и мост вспомогательных тиристоров, выводы переменного тока которых объединены, а также две цепочки из последовательно соединенных коммутирующих тиристоров и коммутирующий конденсатор с блоком нодзаряда, причем точка соединения коммутирующих тиристоров одной цепочки, силовые электроды которых соединены с одноименными электродами тиристоров основного моста, связана через коммутирующий конденсатор с точкой объединения тиристоров другой цепочки и с точкой объединения выводов постоянного тока моста вспомогательных тиристоров, а противоположные силовые электроды коммутирующих тиристоров другой цепочки

связаны с точкой соединения коммутирующих тиристоров первой цепочки, отличающийся тем, что, с целью расщирения частотного диапазона, в цепь коммутирующего конденсатора последовательно включен дроссель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР ДСо 326691, кл. Н 02М 7/515, 1972.

2 Авторское свидетельство СССР по заявке № 2108856/24-07, кл. Н 02М 7/515, 27.02.75.

fue.}

:::

« Iff

№ 18 ,

1U.|/7)|„

у.

t-c

ш

i/П

Uit

У 15

aii