Последовательный инвертор Советский патент 1980 года по МПК H02M7/515 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно, к преобразователям постоянного напряжения в переменное, выполненным на базе последовательного инвертора, и может быть использовано, в частности, в преобразователях, предназначенных для установок инду ййонного нагрева металлов.

Известны последовательные инверторы, предназнченные для получешя перейенного напряжения высокой частоты. Однако в обы«1ных схемах инверторов не удается получить достаточно высоких выходныхнапряжений и частоты ij.

Увеличение, выходной частоты достига ется обычно применением многомодговых инверторов, а увеличение выходного напряжения - применением, например, выходных тршсформаторов. Однако, применение трансформаторов существенно услоЖнйВТ преобразователълую установку и ухудшает ее технико-экономические показэтели Г2}

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является последовательньгй инвертор, содержащий Ти ристорный преобразователы ый мост с коммутиру)Ш1ИМ.контуром в диагонали переменного тока и фильтровой дроссель в цепи постоянного тока, причём нагрузка инвертора включена в диагональ постоянного тока моста через разделителъйый конденсдаор з.

В таком инверторе достигается удвоение выходной частоты, однако выходное напряжение при использовании только одного моста недостаточно велико. Это является недостатком инвертора.

Целью изобретения является повышение выходного напряжения.

Поставленная цель достигяетря тем, что в последовательный инвертор, содержащий тиристорный преобразовательный мост, точка соединения внодов тиристоров которого соединена с тшожйтельным входным выводоминвеЕУГорй, л точка соединения катодов через первый фильтровой дроссель - с отрицательным выводом, причем один из выходных выводов соёдииён с попожйтельньтм входным выво. дом, в другой - через ЗРЩИТНЫЙ дроссрль связан с точкой соединения катодов тирис )ров моста с первым фильтровым Дросселем, введены дополнительные преоСрйзовательные мосты с коммутирукяцими контурами в диагоналях переменного тока и с ано ШтШ и катодными дросселями в депях постоянного тока, а также дополнительные ШШШП прЙ ёй тЪЧГа с5ёда Т йрйбторов каждого последующего дополнительного моста связана через дополнительный анодный дроссель с точкой соединения анодов тирисггс5ров предыдущего мос та, и через дополнительный диод - с точкой соединения катодов тиристоров предыдущего моста, а точка соёдянения катодоё Тиристоров каждого последующего дополнительного моста связана через катодный дополнительный дроссель с точкой 9бёЯЙйШйя катодоЬ тиристоров предыдущего моста, при этом второй выходной вывод соединен через защитный дроссель с точкой соёда1нения катодов тиристоров ЖШёдйёго , а как анодные, так и катодные дроссели выполнены с магнитной связью. ГТринадпиальная эЛектричес1 ая схе-. кЙ Ш 5йШбвйтельйого инвертора приведена на чертеже. На схеме обозначено: 1 - основной преобрвзователы1Ый мост; 2,3 - дополнительные мосты; 4fl5 - тиристоры} le-flS - кОнденс 0ггоры коммутирующих контуров} 194-21 - йроЬсели коммутирующих кон TypoBj 22, 23 - анодные дроссели; 24т 6 - катодйб ёдеоосели; 27, 28 - дополнительные диоды; 29 - защитный дроссель; 30i32 - элементы нагрузочного контура. Последовательный инвертор работает следукхцим образом. Импульсы управления, поступают на ти ристоры всех мостов синфазно. При работ тиристоров 4, 7, 8, 11, 12, 15 в тече Шё некоторого интервала времени работа ют диоды 27, 28 и комму тиру кяцие конденсаторы 164-18 ЙёрёЗаряжаются по ые пи: 4-16-19-7-27-8-17-20-11-28-12-18--21-15-29-30-.32-4, при этом через нагрузку 30 поступпет импулъс тока .в направлении, указанном на чертеже стрелкой. Через тиристоры 4, 7, 8, 11, 12, 15 и диоды 27, 28 кроме колебател нЦгОтбка Протекает постояннйясост;авляяцая входнотО тока инвертора.В момент огда колебательный ток, протекающий ерез диоды 27, 28 становится равным ходному постоянному току, диоды 27, 28 апираются и отпираются тиристоры 5, 6, j 9, 10, 13, 14, после чего к тиристорам 4, 7, 8, 11, 12, 15 прикладывается обатноенапряжение, и они восстанавливают вои зепиррющие свойства. При работе иристоров 5, 6, 9, 10, 13, 14 коммутируЕОщиа конденсаторы перезаряжаются по цепи, 5-19-16-6-27-9-2017-10-28-13-21-18-14-29-30-32-5, при этом через нагрузку 30 также протекает нмпульс тока. В момент, когда колебательный ток, протекающий через диоды 27, 28, становится равным входному постоянному току, диоды 27, 28 запирЪются. На ЭТом заканчийается полный цикл работы инвертора, и в дальнейшем процессперезаряда конденсаторов повторятся. Полярность коммутирующих конденсаторов к моменту отпирания тиристоров 4, 7, 8, 11, 12, 15 такова (см. чертеж), что напряжения на указанных конденсаторах складываются. Волновое сопротивление контура перезаряда конденсаторов 16-18 также складывается из вол- нсжых сопротивлений коммутирукздих цепочек инвертирукадих мостов, что позволяет пропорционалшо увеличивать сопротивление нагрузки в получить на выходе инвертора напряжение, превыщакхцее рыходное напряжение каждого инвертиру адего моста в И раз; где Y число мостов. Предлагаемый высоковольтт ый последовательный инвертор позволяет путем выбора Числа мостов получить на выходе требуемое высокое напряжение, что обеспе чивает высокий КПД установки при питании удаленных нагрузок. Следует отметить, что в трком инверторе при срыве инвертирования в одном из мостов не происходит срыва инвертирования всего инвертора в делом, если имеется запас по напряжению установленных тиристоров. Скорость нарастание тока корот кого Замыкания через тиристоры моста не превьшает в высоковольтном инверторе скорости нарастания импульса рабоче- го тока,. Применение секционированного магнитосвязанного дросселя позволя ет уменьшить габариты установки. Высокое напряжение и повышенная надежность позволяет использовать высоковольтный инвертор для питания мощных индукционных нагревательных устаноед1с. Наиболее иелесообрааным является применение предлагаемого инверт-ора для питй ния УД8Л1ЫНЫХ нагрузок большой мощнс5сти формула изобретения Последовательный инвертор, содержаЩ0Й тиристорный преобразовательный мост с коммутйрующщу контуром в диагонали переменного тока, точка соединения йнодов тиристоров которого соединена с положительным входным выводом инверто- ра, а точка соединения катодов « через первый фильтровой дроссель с отриюЕа-телшым входным, выводом, причем оцШ аэ выходных, выводов соединей с положителшым BXOAHbFM выводом, а другой - защитный дроссель связан с точкой соединения катодов тиристоров моста с первым фильтровым дросхелем, отличающийся тем, что , с целью повышения выходного напряжения, в него введены дополнительные тяристорные npe образовательные мосты с коммутируюгцй т контурами в диагоналях переменного тока и с анодными и катодными дросселя MVI. в аенях постоянного тока,а Также дб полнйтельные диоды, причем точка соедйнения анодов тиристоров каждогч) последующего дополнительного моста связана через дополнительный анодный дроссель с точкой соединения анодов тиристоро1в предыдущего моста и через дополнительный диод с точкой соединения катодов тиристоров предыдущего мосте, Р точка соединения катодов тирийтЬров каждого последующего дополнителшого моста свяэйнй через катодный дополнительный дроссель с точкой соединения катодов тиристоров предыдущего моста, при этом второй выходной вывод соединен через защитный дроссель с точкой соединения катодов тиристоров последнего моста, а как анодные.. так и катодные дроссели выполнены с магнитной связью,Источники информадии, принятые во внимание при экспертизе 1.Гончаров Ю. П. и др. Автономные инверторы. Кишинев, Штии ща, 1974, с. 183, рис. 90. 2.Беркович Б. А. и др. Тнристорныэ преобразователи высокой частоты, Л,, Энергия, 1973, с. 69, р. 3/28,6. 3.Авторское свидетельство СССР . Nf 235177, кл. Н 02 М 7/48, 16.08.67.