Автономный инвертор Советский патент 1980 года по МПК H02M7/515 

1

Изобретение относится к преобразоватепям с двухступенчатой коммутацией и предназначено для использования в системах электроснабжения.

Известны инверторы с двухступенчатой коммутацией, которые содержат трансферматор со средней точкой, силовые тириоторы, включенные между концами перви ной обмотки и сглаживающим дросселем, и предназначены для преобразования постоянного напряжения в переменное fl и °

Наиболее близким к предложенному изобретению является инвертор, содержащий выходной Трансформатор, средняя точка первичной обмотки которого подключена к одному входному выходу, а концы полуобмоток соединены с анодами основных тиристоров и одними обкладками коммутирующих конденсаторов, другие обкладки которых подключены к анодам отсекающих диодов и катодам коммутирующих тиристоров, причем аноды последних связаны с указанными полуобмотками, а катоды отсекающих диодов связаны с другим входным выводом через дополнительный коммутирующий тиристор и коммутирующий дроссель, к. общей точке которых подключены катоды основных тиристоров, обратные диоды, соединенные анодами с указанным другим входным выводом, а катодами - с полуобмотками трансформатора 1.

В схеме коммутации известного инвертора величина энергии, запасаемой коммутирующими конденсаторами, не изменяется при изменении нагрузки инвертора. При снижении величины нагрузки избыточный заряд коммутационных конденсаторов, циркулируя по элементам силовой схемы, снижает КПД инвертора.

Цель изобретения - повышение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в автономном инверторе, содержащем выходной трансформатор, средняя точка первичной обмотки которого подкгаснена к оц- . ному входному выводу, а концы полуобмоток соединены с анодами основных тиристоров и одними обкладками коммутирующих 37 другие обкпааки которьк по конденсаторов кпючены к анодам отсекаюиук диодов и катодам коммутирующих тиристоров, приче аноды последних связаны с указанными по луобмотками, а катоды отсекающих диодов связаны с другим входным выводом через цопопнитепьный коммутирующий тиристор и коммутирующий дроссель, к общей точке которых подключены катоды основньк тиристоров, обратные диоды, соединенные анодами с указанным другим входным вьш дом, а катодами - с полуобмотками транс форматора, последние выполнены с.отпайками, соединенньми с анодами соответствующих КОММуТИруКЩИХ тиристоров, а КО№цы указанных нолуобмоток подключены к катодам обратных диодов. На чертеже схематически изображен предлагаемьй автономный инвертор. Автономный инвертор содержит выходной трансформатор со средней точкой 1, основные тиристоры 2, 3, коммутщуующие тиристоры 4, 5 дополнительный коммутирующий тиристор 6, коммутирующие конденсаторы 7, 8, отсекающие диоды 9, 10 обратные диоды 11, 12, коммутирующий дроссель 13. Инвертор питается от источника 14. Инвертор работает следующим образом. Импульс управления включает коммутирующий тиристор 6. Коммутирующие конденсаторы 7, 8 заряжаются до величины напряжения источника питания 14 через полуобмотки выходного трансфор матора 1, отсекакщие диоды 9, Ю, тирио тор 6 и коммутирующий дроссель 13, Поо ле заряда коммутирующих конденсаторов 7, 8 тиристор 6 закрывается. Следующие импульсы управления одно- временно открьвают тиристоры 2, 4. Ком мутирующий конденсатор .7 перезаряжается по цепи: лерая обкладка конденсатора 7 - часть левой полуобмотки выходного трансформатора 1 - тиристор 4 - правая обкладка конденсатора 7, а также по цепи: левая обкладка конденсатора 7 - тиристор 2 - коммутирующий дроссель 13 минус, плюс источника питания 14 - час левой попуобмотеи выходного трансформатора 1 - тиристор 4 - правая обкладка конденсатора 7. Полярность конденсатора 7 после перезаряда указана на чертеже. Тиристор 4 закрывается после окончания процесса перезаряда конденсатора 7. Через силовой тиристор 2 продолжает протекать ток от плюса источника питания 14, левая полуобмотка вькодного трансформатора 1, тиристор 2, дроссель IS к минусу источника питан1И 14. 89 .4 Тиристор 6 включается от импульса правления, напряжение конденсатора 7 рикладывается к тиристору 2, который закрывается, прерывая силовой-ток через оммутирующий дроссель 13, В обмотке росселя 13 возникает ЭДС самоиндукции (Еорхз) поэтому конденсатор 7 продолжает перезаряжаться по цепи: правая обкладка конденсатора 7, разделяющий диод 9, тиристор 6, дроссель 13, минус, плюс источника питания 14, левая полуоб мотка трансформатора 1, левая обклапка конденсатора 7, а также по цепи: правая обкладка конденсатора 7, диод 9, тиристор 6, дроссель 13, диод 11, левая обкладка конденсатора 7. При этом, коммутирующий конденсатор 8 дозаряжается до напряжения Uсе (з учета потерь) по цепи: левая обкладка конденсатора 8, разделяющий диод 10, тиристор 6, дроссель 13, диод И, левая, правая полуобмотки трансформатора 1, правая обкладка конденсатора 8 (правая обкладка плюс, левая - минус). Uce-4 ПИТ.С7оот йД/ аР ПИТ. С7ост. гдеи-(д - напряжение источника питания 14; - остаточное напряжение на конденсаторе 7 после запирания тиристора 2. Следующие импульсы управления одновременно открывают тиристоры 3,5. Конденсатор 8 перезаряжается (левая обклад- плюс, правая - минус). Далее коммутационные циклы для правой полуобмоттси выходного трансформатора аналогичны рассмотренным выше для левой. Таким образом, величина энергии, запаса§мой коммутирующими конденсаторами 7, 8 увеличивается с увеличением наррузки инвертора, так как величина напряжения ЭДС самоиндукции дросселя 13 зависнт от величины тока, протекающего через его обмотку в момент разрыва цепи. Е„ -Ldl/dt 43о Следовательно, интервал времени (fit), представляемый тиристорам 2, 3 цля воссугаговления управляющих свойств, остается постоянным в широком диапазоне изменеНИН тока нагрузки (1ц). , 1 н 575 raeUc - величина напряжения на конденсаторе;С - величина емкости ковденса1юра. Поэтому мощность, потребляемая от источника постоянного тока, на холостом ходу уменьшается, а КПД инвертора резко возрастает в диапазоне нагрузки равной 1/3 от номинальной и далее остается постоянным при увеличении нагрузки инвертора до максимальной. Подключение коммутирующих тиристоров 4, 5 к дополнительным выводам полу обмотки выходного трансформатора 1 уме шает потери энергии при работе инвертора в еноте мах электроснабжения с изменяющейся нагрузкой по цепям переменного тока благодаря линейности характеристики КПД инвертора в зависимости от изменения величины нагрузки и уменьшения мощности, потребляемой от источника постоянного тока на холостом ходу. формула изобретения Автономный инвертор, содержащий выходной трансформатор, средняя точка первичной обмотки которого подключена к одному входному выводу, а концы полуоб9моток соединены с авюдами основных тиристоров и одними обкладками коммутирующих конденсаторов, другие обкладки которых подключены к анодам отсекагацих диодов и катодам коммутирующих тиристоров, причем аноды последних связаны с указанными полуобмотками, а катоды от сскающих диодов связаны с другим входные ьщадом дополнительный коммутирующий тиристор и коммутирующий дроссель, к общей точке которых подключены катоды основных тиристюрОБ, обратные диоды, соецивенные анодами с указанньсм другим входным выводом, а катодами - с полуобмотками трансформатора, о т л и ч &ю щ и и с я тем, что, с целью повыиенин КПД, полуобмотки трансформатора выпоп- . нены с отпайками, соединенными с анодами соответствующих коммутирующих тириоторов, а концы указанных полуобмоток подключены к катодам обратных диодов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США МЬ 318105 , кл. 32145, 1965. 2.Авторское свидетельство СССР NO 425282, кл. Н 02 М 5/42, 1971. . 3.Авторское свидетельство СССР N 484612, кл. Н 02 М 7/515, 1973.