Автономный последовательный инвертор Советский патент 1980 года по МПК H02M7/515 

(54) АВТОНОМНЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к устройствам силовой преобразовательной техники повышенной частоты. Известны автономные инверторы с кo мyTиpyюIдим L С-контуром l и 2. Наиболее близким к,предложенному является автономный последовательный инвертор, содержшчий мост силовых тиристоров с коммутирующим контуром в диагонали переменного тока, фильтровый дроссель, первый вывод обмотки которого соединен с первым входнь выводом, а второй - с пepвы выводом постоянного тока моста через допол нительный дроссель с промежуточной отпайкой обмотки, причем второй вывод постоянного тока моста соединен со вторым входным .выводом, две, соединенные параллельно и включенные меяеду вторым выводом обмотки фильтро вого дросселя и вторьм входным вывбдом, последовательные цепочки, первая из которых образована конденсатором и дросселем, а вторая - токоогранз чиваювдим дросселем е промежуточной отпайкой обмотки и разделительным конденсатором, включенным последовательно с йыходнаШ вйвЩами, а также содержащий два .вентиля, подключенных анодами к точке соёдйнения первого конденсатора и дросселя первой последовательной цепочки, а катодами, соответственно, к промежуточным отпайкам обмоток дополнительного и токоограничивающего дросселей 3 . Недостатком известного инвертора является то, что он имеетзначительные потери мощности в силовых тиристорах моста. Это приводит к снижению КПД, увеличению установленной мощности тирлсторов. Кроме того, регулирование его мощности осуществляется изменением величины питающего напряжения. Это приводит к получению низких энёрзгетических показателей в пребЬразоватёлях частоты, именицих промежуточное звено постоян,ного тока. Цель изобретения - повышение энергетических показателей. Эта цель достигается тем, что инвертор снабжён дополнительным тиристором а токоограничивающий дроссель выполнен.с дополнительной отпайкой, подключенной к аноду Дополнит ьного :ти рй1зтора, катод кбторого к катоду второго вентиля, причем оба вентиля выполнены управляемыми. Нафиг.1 приведена принципиальная схема автономного инвертораj на фиг 2 -кривая ТОК& входной диагонали моста 1 силовых тиристоров. Автономный последовательный инвер тор содержит мост 1 силовых тиристоров, собранный на тиристорах 2-5, в диагональ пёpe 1eннoгo тока которбго включены конденсатор б и дроссель 7, фильтровый дроссель 8 первым выво дом обмотки соединен с положительным входным выводом, а вторым - с первым выводом постоянного тока моста 1 силовых тиристоров через дополнительны дроссель с промежуточным отводом-об мотки 9, причем второй вывод постоя ного тока моста 1 силовых тиристоров (зоединен с отрицательным входным вы ёйДОйу две соединённых параллельно ёкйючённых йёвду вторим вывЙДом обмотки фильтрового дросселя 8 и от рицательным входным выводом последо вательные цепочки, перваяиз которы обрадована конденсатором 10 и дросселем 11, а ;вторая - токоограничива щим дросселем 12 с двумя отпайками разъединительным конденсатором 13, включенным последовательно с нагруз кой 14, также содержащей два управляемых вентиля 15,16 (например, тиристоры), с регулятором мощности 17,. включенным в систе му управления, подключенных анодами к средней точке первой .последовательной цепочки,а катодами, соответственно, к отпайке обмотки дросселя 9 и близлежащей к соединеййю с разделительным конденсатором 13 отпайке токоограничиваюпёго дросселя 12, содержит дополнительный тиристор 18, включенный между о пайками токоограничивающего дросселя 12 таким образом, что его катбд соединён с катодом управляемого вен тиля 16. Попарным включением тиристоров 2,3 и 4,5 образуется колебательный контур, состоящий из конденсатора 6 дросселя 7, контурного дросселя 9, токоограничивакщего дросселя 12,раз делительного конденсатора 13, нагрузки 14. Емкость конденсатора 10 большая. Поэтому напряжение на нем в процессе работы преобразователя прёй йчески не изменяется и равно напряжению источника питания. Если число витков мезкду отпайками дополнительного 9 и тркЪЬгранйчйваквдего 12 дросселей, к кЬторым подключены катода управляемых вентилей 15,16 и их общей точкой выбрано таким, что в любом режиме работй инвертора 1н аТ1рйжёнйё на указанных частях обмотки напряжения питания, то один из управляемых вентилей 15,16 (при нарастании тока через тиристор ный мост 1 - вентиль 15, при спаде - 16) йаС соййтся под напряжением, Приложенным в прямом направлеййи. и может быть.открыт управляющим импульсом регулятора 17 мощности. Дополнительный тиристор 18 включается при включенном управляемом вентиле 16. Закорачивание части токоограничивающегр дросселя 12 приводит к появлению обратного напряжения на управляемом вентиле 16, и, следовательно, к его запиранию. Это, с одной стороны, вызывает прекращение возврата энергии в конденсатор 10, с другой - уменьшение скорости спада тока через тиристорный мост 1 и удлинение интервала проводимости силовых тиристоров 2-5. Изменяя момент подключения конденсатора.10 к частям обмоток дополн ительного 9 и токоограничивающего 12 дросселей, а также момент включения тиристора 18, можно регулировать величину энергии, отдаваемой дросселями 9,12 конденсатору 10, а, следовательно, и величину мощности, потребляемую нагрузкой 14 инвертора. При этом напряжение источника питания остается неизменным. Регулирование мощности осуществляется за счет изменения входного тока инвертора. В известной схеме регулирование мощности осуществляется изменением величины входного напряжения, что обуславливает необходимость применения регулируемых выпрямителей в преобразователях частоты. Такие преобразователи имеют низкие энергетические показатели. Предлагаемая схема работает при неизменном напряжении, так как регулирование мощности осуществляется изменением входного тока. Это дает возможность использовать в качестве источника питания инвертора нерегулируемый выпрямитель, имеющий высокие энергетические показатели. Так, например, при питании известного инвертора от - управляемого трёхфа;зногЬ мостового выпрямителя с нулевым вентилем коэффициент мощност-и преобразователя находится в пределах 0,7-0,8. Для предлагаемого инвертора с питанием от неуправляемого трехфазного мостового выпрямителя 0,95-0,98. К недостаткам известного инвертора следует отнести большие потери мощности в силовых, тиристорах 2-5, обусловленные малым интервалом прр водимости тока тиристоров л. {рис.2) Так, известно, что при синусоидальной форме тока через тиристоры и при неизменной частоте его допустимая амплитуда определяется длительностью интервала проводимости. С его уменьшением амплитуда уменьшается. Это связано с увеличением потерь в тиристоре. Считая форму кривой тока близкой к синусоидальной, следует сделать вывод, что известный инвертор имеет высокие потери в тиристорах и.