Автономный инвертор напряжения Советский патент 1979 года по МПК H02M7/515 

(54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автономным ин-ерторам напряжения, и может быть спользовано, например, в преобразоателях частоты переменного тока.

Известны автономные инверторы наряжения, выполненные -в виде моста с тиристорами, шунтированными обратныи диодами и содержащие также коммутирукщие тиристоры, дроссели и конденсаторы. В таком инверторе напряжение на коммутиругацих элементах и, следовательно, их установленная мсяцность сравнительно велики 1.

В другом из известных инверторов для уменьшения напряжения на коммутирукщих элементах используются диодно-резистивные цепи отвода избыточной энергии. Однако наличие резисторов приводит к снижению КПД инвертора 2 .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является инвертор, в котором для отвода избыточной энергии от коммутирукщих элементов используются диодно-трансформаторные цепи 3. Однако для этого требуется применение дополнительных диодов. Кроме того, так как тиристоры зашунтированы обратными диодами.

на интервале восстановления с ним приложено небольшое напряжение. При этом время, необходимое для восстановления запирающих свойств тиристоров возрастает в 1,5-2 раза, что тре бует, в свою очередь, увеличения установленной мощности коммутирующих элементов. Это является недостатком инвертора.

Целью изобретения является упрощение и уменьшение установленной мощности коммутирующих элементов. Поставленная цель достигается тем, что в автонс 1ном инверторе напряжения,

содержащем мост основных тиристоров, мост обратных диодов и мост коммутирующих тиристоров, причем соответствующие выводы диагоналей постоянного тока указанных мостов соединены

с входными выводами инвертора, а выводы диагонали переменного тока моста .коммутирующих тиристоров связаны последовательными цепочками, образованными коммутирующими дросселями и

конденсаторами, с соответствующими выводами диагоналей переменного тока моста основных тиристоров, образующими выходные выводы, а также трехобмоточный трансформатор с двумя первичными и вторичной обмотками, служащий для отвода избыточной э 1ергии от элементов коммутирующих контуров, все обмотки трансформатора соединены последовательно и согласно, причем вторичная обмотка включена между дву мя первичными, ее выводы соединены с соответствующими выводами диагонали переменного тока моста обратных диодов , а крайние выводы двух первичных обмоток соединены с выходными выводами инвертора. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема описываемого инвертора, где 1 источник питания; 2-5 - основные тиристоры; 6-9 - коммутирующие тиристоры; 10-13 - обратные диоды; 14, 15 - коммутирующие дроссели; 16, 17 - коммутирующие кон денсаторы; 18 - нагрузка; 19, 20 первичные обмотки трансформатора; 21. - вторичная обмотка трансформатор Автономный инвертор работает следукадим образом. При отпирании тиристоров, например, 2 и 5 ток от источника;питания протекает по нагрузке в направлении показанном на чертеже стрелкой. Для запирания основных тиристоров 2, 5 отпирают коммутирующие тиристоры 6, 9. При отпирании тиристора 6 замыкается контур коммутирующего тока по цепи; 16, 2, 6, 14, а при отпирании тиристоров 9 - контур по цепи: 17, 15, 9, 5. Когда токи в коммутирующих контурах достигают значения тока нагрузки, результирукадий ток в основных тиристорах 2 и 5 уменьшается до нуля и они запираются. После запирания основных тиристоров -коммутирующий ток первого контура замыкается через обмотку 19 и диод 10, а второго контура - через обмотку 20 и диод 13. Во время прохождения тока через первичные обмотки 19, 20 во вторичной обмотке 21 трансформатора во никает ток, который проходит по диодам 10, 13 в их проводящем направлении и замыкается через источник питания 1. Таким образом, в течение этого времени происходит возврат энергии в источник питания. Ка первичных обмотках трансформатора в это время индуктируется напряжение, пропорциональное напряжению источника питания, с коэффициентом пропорциональности, равным коэффициенту транс формации трансформатора. Это напряжение прикладывается с отрицательной полярностью к основнык тиристорам 2 и 5, что способствует их нормальному запиранию. Для нормального протекания процесса восстановления запирающих свойств основных тиристоров отрицательное напряжение должно находитьс в пределах 20-100 В в расчете на од иристор. Указанные допустимые преелы позволяют выбрать коэффициент рансформации по величине необходимой тбираемой мощности. В момент отпирания основных тирисоров 3, 4 одновременно запираются иоды 10, 13 так как ток через них меньшается до нуля, - чинается проесс коммутации тока в нагрузке, коорый проходит без, отбора энергии из онтуров коммутации, так как первичые обмотки трансформатора оказыватся обесточенными. После окончания оммутации тока нагрузки повторяетя аналогичный цикл работы инвертоа, но в другой диагонали, состоящей з основных 3 и 4 и коммутирукщих 7 8 тиристоров и обратных диодов 11 12. Возврат энергии в источник питания в этом цикле происходит через иоды 11, 12. Таким образом, включение обмоток трансформатора в цепь обратных диодов позволяет, во-первых, повысить обратное напряжение на запираемых тиристоpax и тем самым снизить необходимую установленную мощность коммутирующих элементов, а во-вторых, позволдет упростить инвертор за счет использовайия обратных диодов в качестве выпрямителя цепи отвода избыточной энергии от элементов коммутирующих контуров . Формула изобретения Автономный инвертор напряжения, содержащий мост основных тиристоров, мост обратных диодов и мост коммутирующих тиристоров, соответствующие выводы диагоналей постоянного тока указанных мостов объединены и образуют входные выводы инвертора, а выводы диагонали переменного тока моста комму тиру нзцих тиристоров связаны последовательными цепочками, образованными коммутирующими дросселями и конденсаторами, с соответствующими выводами диагоналей переменного тока моста основных тиристоров, обгазующими выходные выводы, а также трехобмоточный трансформатор с двумя первичнь ми и в тор-м но и обмотками, отличающийся тем, что, с целью уменьшения установленной мощности коммутиругадих элементов, все обмотки трансформатора соединены последовательно и согласно, причем вторичная обмотка включена между двумя первичными,ее выводы соединены с соответствуквдими выводами диагонали переменного тока моста обратных диодов, а крайние выводы двух первичных обмоток соединены Свьохсщиыми выводами инвертора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4a..

6

S« V

Sw

If W

V7

VJ

/

27

ZO

/7 «

JZ

A/JV

A 7/