Автономный инвертор Советский патент 1980 года по МПК H02M7/515 

1

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в качестве технологического источника напряжения повышенной частоты при электрофизических и электрохимических методах обработки.

Известен инвертор, состоящий из автотрансформатора, параллельно которому подключена нагрузка и коммутирующая емкость, диодов обратного тока, подключенных непосредственно к минусу источника питания и отпайке автотрансформатора, тиристоров, аноды которых подключены к автотрансформатору, а катоды подсоединены через сглаживающий дроссель к минусу источника питания 1.

Недостатками известного являются плохая форма кривой выходного напряжения, низкий КПД.

Известен также инвертор напряжения, который состоит из инверторного моста, в каждом плече которого включено по одному тиристору, диагональ постоянного тока которого подключена через коммутирующие индуктивности к источнику постоянного напряжения, а диагональ переменного тока

содержит коммутирующую емкость и траисформатор, вторичная обмотка которого подключена к нагрузке. Для сброса излищней реактивной энергии с коммутирующих индуктивностей применен обратный диодный мост, одна диагональ которого подключена к источнику постоянного напряжения, а вторая диагональ подключена к возвратным секциям трансформатора 2.

Недостаток известного инвертора заключается в том, что с началом возврата излишней накопленной реактивной энергии с коммутирующих ИндуктйТзйостей колебательный процесс в контуре коммутации прекращается, так как через диШы обратного моста фиксируется напряжение на центральной секции трансформатора, а следовательно, и на коммутирующей емкости, а поэтому из-за трансформации напряжения с возвратных секций на нагрузку в не;й ухудщается форма кривой напряжения; и за счет потери энергии на,вентилях контура сброса

и в возвратных рМциях снижается КПД

самого инвертора.

В случае режима холостого хода (вы,сркоомНой нагрузки) сброс излишней энергии будет затруднен.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является автономный инвертор, содержащий связанный с входными выводами через коммутирующий и фильтровый дроссели ;вентильный мост, каждое плечо которого состоит из последовательно соединенных тиристора и диода, а в диагональ переменного тока включена первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка которого связана с цепью нагрузки, и два коммутирующих конденсатора, включенные каждый между катодами анодной группы и анодами катодной группы тиристоров соответственно 3.

Недостаток известного инвертора состоит в том, что из-за несовершенства контуров сброса излишней энергии с коммутирующих индуктивностей ухудшается форма кривой напряжения нагрузки, снижается КПД и затрудняется сброс излишней энергии в режиме холостого хода (высокоомной нагрузки).

Целью изобретения является повышение надежности и КПД.

Для этого автонёмный инвертор, содержащий связанный с входными выводами через коммутирующий и фильтровый дроссели вентильный мост, каждое плечо которого состоит из последовательно соединенHbJx тиристора и дйЩа,а в диагональ переменного тока включена первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка которого связана с цепью нагрузки, и два коммутирующих конденсатора, включенные каждый между катодами анодной группы и анодами катодной группы тиристорЪв, соответственно, снабжен двумя цепочками, включенными между общей точкой фильтрового и коммутирующего дросселей и отрицательным входным выводом и состоящими из конденсатора и обратного тиристора со встречно-параллельно подключенным дополни7 телъньш ДИОДОМ, и двумя вспомогательными диодами, аноды которых подключены к концам первичной обмотки трансформатора, а катоды - к точкам соединения конденсатора и обратного тиристора соответствующей цепочки.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого автономного инвертора напряжения.

Автономный инвертор содержит вентильный мост, одна диагональ которого подключена через коммутирующий 1 и фильтровый 2 дроссели к источнику 3 постоянного напряжения, а в другую диагональ включена первичная обмотка трансформатора 4, вторичная обмотка которого подключена к нагрузке 5. Причем каждое плечо инверторного моста состоит из последовательно соединенныхтиристора 6, 7, 8, 9 и 10, 11, 12, 13 соответственно. Между анодами диодов 10, 12 и катодами тиристоров 6, 9 подклю-чен один коммутирующий конденсатор 14,

4

а между катодами диодов И, 13 и анодами тиристоров 7, 9 подключен другой коммутирующий конденсатор 15. К узлу, образованному коммутирующим 1 и фильтровым 2 дросселями, подключены катоды тиJ ристоров 16-17, аноды которых подключены к одной из обкладок фильтровых конденсаторов 18-19, вторая обкладка которых подключена к минусу инверторного моста. Встречно-параллельно тиристорам 15, 17 подключены дополнительные диоды подза0 ряда . К первичной, обмотке трансформатора подключены анодами вспомогагельные диоды 22-23, катоды которых подключены к узлу, образованному анодом тиристора 16, 17 и одной из обкладок фильтрового конденсатора 18, 19.

Инвертор в установившемся режиме работает следующим образом.

Фильтровые конденсаторы 18-19 нормально заряжены до напряжения источника питания через диоды 20-21. Пусть коммутирующие конденсаторы 14-15 заряжены так, как это показано на чертеже. При подаче импульсов управления на тиристоры 6, 9, 17 ток начинает протекать через первичную обмотку трансформатора 4 в направлении, указанном стрелкой. Одновре. менно с включением тиристоров 6, 9, 17 начинается колебательный перезаряд конденсаторов 14-15 а напряжение этих емкостей прикладывается как запирающее к тиристорам 7-8.

0 При нарастании тока, протекающего через тиристоры 6, 9, полярность напряжения на коммутирующем дросселе 1 такая, как показано на чертеже. После прохождения тока через максимальное значение ток тиристоров .начинает уменьщаться и полярность напряжения на коммутирующем дросселе 1 меняется на противоположную, отпирается диод 22 и начинается сброс излишней реактивной энергии с коммутирующего дросселя 1 на фильтровый конденсатор 18. Затем работают тиристоры 7, 8, 16, а ОТрицаТельнбе йапрйжёНие на тиристорах 6, 9 сохраняется до момента извЛенения полярности напряжений на коммутирующих конденсаторах 14-15 и сброс излишней реактивной энергии коммутирующего дросселя

1 в этом случае происходит на фильтровой конденсатор 19,через диод 23 и тиристор 16 сброса.

В результате применения такого сброса повыщается надежность работы самого инвертора, улучшаются условия работы нагрузочного трансформатора, по предварительным расчетам повышается КПД на 10%.

55Формула изобретения

Автономный инвертор, содержащий связанный с входными выводами через комму