Автономный инвертор Советский патент 1980 года по МПК H02M7/537 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике.

Известны инверторы, выполненные на тиристорах, диодах, коммутирующем дросселе, коммутирующем конденсаторе

W Недостатком данного инвертора является повышенная загрузка элементов схемы в режиме нагрузок за счет энергии коммутирующего контура.

Также известны инверторы напряжения для зарядки аккумуляторной батареи на подвижном составе городского эпектря- ческого транспорта, выполненные на тиристорах, диодах, коммутирующем дросселе и коммутирующем конденсаторе 2 .

Недостатком данного инвертора является ухудшение устойчивости коммуте ции при пер)егрузках.

Таким образом, известные инверторы не обеспечивают высокий КПД при низких нагрузках.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является инвертор, состоящий из конденсаторов входного фильтра с выведенной средней точкой, основных тиристоров, включенных на зажимы источника питания, между которыми вкгаочен дроссель, к среднему выводу которого подключены трансформатор и коммутирующий конденсатор, другой конец каждого из которых присоединен к средней точке входного фильтра, обратных диодов, включенных последовательно и

10 подключенных к источнику питания общая точка которых включена к отпайке трансформатора З .

Недостатком этого инвертора является возникновение при малых нагрузках зна15чительных циркуляционных токов за счет энергии коммутирующего контура, замыкающихся через тиристоры, обратные диоды, обмотку коммутирующего дросселя, а также через отпайку инверторного транс30форматора, служащую для возврата эйергни коммутации источнику питания. Эти токи снижают КПД и повышают загрузку элементов схемы. Большая загрузка элемен37топ схемы реактивным током irpn работе инвертора в режиме малых иптруаок (этот ток может превышать номиналь1«,1й ГОК Harpyv3KH) ведет к замлтшенгао мощности устаповпен 1ых элементов, увеличению их размеров и массы. При перег1)узкпх и сттжепии коэ(|)фиiBieirra мощности в этом И7шерторе ишется устойчивость коммутации, так как напряжение заряда KOMKfyTnpyiomerfj конденсатора практически не зависит от режима инвертора. Целью изобретения является увепичоние КПД и сокрашетте стоимости. Это достигается тем, что параллеп1тно основному комкгутирукадему конденсатору подк почен допопнитепьный конденсатор через инцуктирность и встречно-параллепьно включетш е диод и тирис тор, ущлавляющий электрод и катод ко- торого соединен с дoпoлп п eльнo зведетшым даттцком тока, подклкэчен1ц.м в обмотку трансформатора. В предложетюн схеме до полните л i пая емкость подключается только в случае превышения током нагрузки заданной величины, которую сгкх:обнв коммутировать основ)1ая коммутирующая емкость. На фиг. 1 изображет1а электрическая схема предлагаемого инвертора; па фиг.2 дан график зависимгх;ти КПД инве ггора от нагрузки. Инвертор состоят из тиристоров 1 и 2, диодов 3 и 4, кoм vryтиpyюlueгo дросселя 5, имеющего сгюднюю точку основного коммутирующг1го конденсатора 6, дополнит пьтютч коммутирующего кон денсаторп 7, парал/гельно подключенного основному конденсато у в через встречно-паралмольно вк;почет1ые шюд 8 и тиристор 9 и инодктив1юсть .10. Управляю щий элект{1од и катод тиристора 9 включены через ycTpoiicTBO 11с дпт--втком то ка 12, включет1ого в т;рансформатора 13. Инвертор paf5oT,4OT от сети с меняющимся входным нппряяжнием (например, от контактной ), поэтому коммутирующие конденсатор,) в и 7 мотут быть заряжены ло разлшгх величи} напряжетгия. Так, величина напряжения на кондетюаторе (In каж;Б51й NfoMeirr в эемени соответствует велишне напряжения вход ной сети, а волишиа на кон- денсаторе 7 сгютветствует максимальной величине папрчжетгия, имевший место в сети с момента вкл Чениут инвертора до момента подк.гюченип догюлнительгготч 14 коидеисато{:)а. Дополнитг льная коммути- (.пацая емк1Х ть 7 подключается ти1)исто ром только при нагрузках, превьплающих нагру.зку, которую способна ком мути DO- вать основная коммутирующая емкость. При малых нагрузках дополнительная коммутирующая емкость Е сегда заряжена через диод 8 с + на левой обкладке. Этим она подготовле1 а к включе1П ю. Включение тиристора 9 си1тхронлзировано с включением тиристора I и осуществляется устройством 11, сигнал на включение которого поступает с датчика тока 12, установленного в обмотку транс(|1ор матора 13. Эта разность напряжений на конденсаторах 6 и 7 при подключении конденсатора 7 приведет к вглсокой скорости на- раста1шя тока через тиристор 9. Для еграниче1шя di/dtустановлен )Ссель Ю. Тиристор 9 включается схемой управления 11 по достижении за- да П1Ого тока нагрузки, сигттал на включение поступает с датчика тока 12. Исследования показали, что предлагаемый инвертор в областрт нагрузок менттших 0.5цраб(л-ает с более высоким КПД (см. фиг. 2 ,гце сплошная линия - КПД предлагаем11го инвертора, пункти 1ная линия - КПД известного инвертор, . Таким обра.эом, )(ение инвертора с основнык( и дополнительным коммутирующим конденсатором позволяет в режиме малых токов уменьшить загрузку его элементов реактивным током, вследствие чего значительно уменьи аются. размеры и масса установле1шь(Х элементов, т.е. получается экономия по меди и стали элементов. Формула изобретения Автономный йттвертор, содержаний подключенные к входным выводам основные тиристоры, соединенные между собой последовательно через дроссель, имеющий с Среднюю точку, конденсаторы фильтра, имеющие точку, а также выходной трансформатор, первичная обмотка которого зашунтирована коммутирующим кондетюатором и подсоединена к указанным точкам, отпичающийс я тем, что, с пелью увеличения КПД и уменьшения стоимости, параллельно комм тирующему конденсатору через индуктивность и встречно -параллельно включенные диод и ти) подключен пополнительный кон; етг:атор причем в цепь управляю1це1х перрхода тиристора включен дополкитепг.но пведет1Н151й дотчик TOKQ, включенный в цепь первичной обмотки указанного трансформатора. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Лабуниов В. А. и др. Автономные гиристорные инверторы, М.,Энергия, 1967, с. 83.

2.Скибннский В. А. и др. Статический преобразователь напряжения , Жипшдно-коммунальное хозяйство, N 5, 1974 с. 27.

3.Бедфорд Б. и Хофт Р., Теория автономных инверторов , Энергия, 1969, с. 122 (прототип).

V J 1

е,

10

5.0.