Последовательный инвертор Советский патент 1979 года по МПК H02M7/515 

I

Изобретение относится к преобразовательной технике , к преобразователям постоянного напряжения в переменное повышенной частоты, выполненное на базе последовательного инвертор а и может быть использовано, в преобразователях, предназначенных для установки индукционного нагрева металлов.

Один из известных инвертор содержит инвертирующий тиристорный мост, причем нагрузка связана с диагональю переменного тока моста через конденсатор. Кривая тока имеет форму, близкую к синусоиде, с частотой, определяемой частотой переключения тиристоров. Диапазон частот выходного напряжения такого инвертора ограничен частотными свойствами применяемых тиристоров 1.

Увеличение выходной частоты достигается в инверторах с умножением частоты выходного напряжения. Такие инверторы содержат один или несколько тиристор- ных мостов, причем нагрузка связана с диагоналями постоянного тока этих мостов

В инверторах с одним тиристорным мостол достиншмо двукратное увеличение частоты, большее увеличение частоты требует применения двух и более тиристорных мостов

2J.

Близкт по техн1этеской сущности является инвертор, в котором для увеличения частоты выходного напряжения используются затухающие колебания в контуре, образованном нагрузкой и коммутирующими элементами инвертора з.

Однако, в таком инверторе кратность умножения частоты выходного напряжения сильно зависит от величины и характера нагрузки. При низкой добротности колебательного контура увеличивается затухание в нем, что не позволяет существенно повысить выходную частоту.

Целью изобретения является расширение диапазона частот выходного напряжения инвертора.

Это достигается тем, что в последовательный инвертор, содержащий тиристорную преобразовательную ячейку с основ- ным коммутирующим контуром, свяаенным с выходными выводами, введен допопнитепьный контур, состоящий из последовательно соединенных конденсатора и рроо селя, подключенный параллельно основному контуру через выходные выводы инвер тора, причем, последовательный контур, образованный основным и дополнительным настроен на рабочую частоту выходного напряжения. Электрическа51 схема мойтового вариан та последовательного инвертора приведена на фиг. 1. На схеме обозначено: тиристоры преобр азо вате ль ной ячейки 1-4; дроссель и конденсатор основного контура 5,6; дроссель и конденсатор дополнительного контура :7,8; нагрузка 9; входной дроссель 1О; защитный дроссель И- фильтровый конденсатор 12; последовательный контур включающий в себя основной и дополнительной контуры, а также нагрузку 13. Последовательный инвертор работает следующим образом: в установившемся режиме к моменту отпирания тиристоров 1,4, напряжения на коммутирующих конЙенсаторах 6,8 различнь, вследствие чего в контуре 13 по цепи 5-7-8-9-6-5 протекает циркуляционный ток, частота которого определяется параметрами элементов 5, 6, 7, 8, 9, входящих в контур 13. В начале процесса конденсатор 6 основного контура заряжен до напряжения с полярностью, указанной на фиг. 1. При подаче импульсов управления на тиристоры 1 и 4, они отпираются и проводят колебательный импульс тока разряда фильтр вого конденсатора 12 по цепи 11-1 - па раллельно по цепям 5-6 и 7-8-9 - далее по цепи 4-12-11. В результате протекания колебательного импульса тока разряда конденсатора 12, коммутирующий конденсатор 6 основного контура перезаряжается и- контур 13 получает порцию .энергии. Одновременно в контуре 13 продолжает протекать циркуляционный ток и происходит обмен энергией между конденсаторами S и 8. При уменьшении колебательного тока разряда конденсатора 12 до нуля, тиристоры. 1 и 4 запираются и к ним прикладывается обратное напряжение, под действием которого они восстанавливают свои запирающие свойства. Пос ле запирания тиристоров 1,4 продолжается обмен энергией между конденсаторами 6 54 6 и 8 и протекание циркуляционного тока через нагрузку 9 в контуре 13. Напряжение на конденсаторе 6 основного контура нуттьсирует и снижается однако, полярность напряжения на конденсаторе 6 не изменяется до момента отпирания очередной пары тиристоров. При отпирании тиристоров 2, 3 конденсатор 6 основного контура вновь перезаряжается до напряжения, полярность которого указана на фиг. 1. Хонтур 13 получает очередную порцию энергии в результате протекания колебательного импульса тока разряда фильтрового конденсатора 12. Эта порция энергии расходуется в нагрузке в результате протекания циркуляционного тока в контуре 13, К моменту очередного отпирания тиристоров 1,4 заканчивается полный цикл работы инвертора. В процессе работы инвертора фильтровой конденсатор 12 непрерывно подзаряжается от источника питанря через входной дроссель 1О. Частота тока нагрузки определяется параметрами элементов, входящих в высокочастотный контур 13 и превосходит частоту переключения тиристоров. Максимальная кратность умножения рабочей частоты зависит от величины нагрузки, определяющей добротность высокочастотного контура 13. &.1сокая оабочая частота может быть получена при чисто актпавной нагрузке. На фиг. 2 приведена электрическая схема несимметричного однотактного инвертора, работающего по аналогичному принципу. Введение дополнительного контура последовательно в цепь нагрузки позволяет получить частоту, в несколько раз превышающую частоту переключения тиристоров. Формула изобретения Последовательный инвертор, содержащий тиристорную преобразовательную ячейку с основным коммутирующим контуром, связанным с выходными выводами, о тличающийся тем, что, с целью расширения диапазона частот выходного ; напряжения, в него введен дополнительный контур} состоящий из последовательно соединенных конденсатора и дросселя и подключенный параллельно основному контуру

через выходные выводы инверах ра, причем, последовательный контур, образованный основным и дополнительным контуром, настроен на рабочую частоту выходного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Гончаров Ю. П. и др. Автономные инверторы, Кишинев, Штинда, 1974, с. 183, р. 9О.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 235177, кл. Н 02 М 7/48, 16.08.67, сб. 3, трудов УДИ, вып. 48, Уфа, 1973, с. 58, р. 1.