Автономный инвертор Советский патент 1980 года по МПК H02M7/515 

(54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР

I

Изобретенье относится к обпасти пре-образовательной техники и может найти применение в качестве источника питания индукционных электротермических устано вок, а также других потребителей тока вы-5 сокой частоты.

Известны автономные инверторы с попумостоеыми ячейками, выпопненйые в одноячейковсм и многоячейковом испопнении.

Инвертор, описанный в IJ содержит Q колебательный контур, состояйшй из поспедсватепьно соединенных коммутирующего конденсатора, дросселя, нагрузки и тиристора, встречно - паралпепьно которому подключен диод, при этом энергия к кон- 15 туру подводится через входной дроссель

В этом инверторе напряжение на тиристоре во много раз превышает напряжение источника питания, прямое напряжшие м прикладывается к тиристору скачком с выcoKCrfl скоростью нарастания, обратное напряжение на тиристоре равно лишь прямому падению напряжения на встречном диоде,

что ограничивает верхнюю границу диапазона рабочих частот.

Инвертор, описанный в содержит колебательный контур, состоящий из поспедоватепьно соединенных коммутирующего конденсатора, дросселя, тиристора и нагрузки, при этом источник питания подключен Гпопожитепьным полюсом через второй тиристор к общей точке соединения дроссетш и тиристора колебательного контура, а отрицательным полюсом к точке соединения тиристора и кштура.

Недостатк 1 схемы является то, что она работает только в том случае, если ток равй нулю в течение интервала времени, требуе гтого для восстансвЛенин управляющих свойств тиристоров в конце каждого полу период а работы, а также значительное превышение напряжения на тиристорах напряжения источника питания.

Наиболее близким к изобретению является инвертор IsJ, содержащий подключенные ко входным выводам полумостовые ячейки, состояпще, каждая, из даух тирнсторов и чвкпючейных поспёдоватепьно с ними коммутирующих дросселей, причем точка соединения тиристоров каждой ячейки подключена через соответствующий ком мутирующий конденсатор к первому выход ному выводу, а второй выходной вьюод подключен к общей точке двух поспёдоватепьно соединенных конденсаторов. Недостатком инвертора явпяется возни новение перенапряжений на Тйрис1чзрах, что снижает надежность устройства. Цепью изобретения явпяется повышение надежности. Лля достижения поставленной цепи и вертор, содержащий подключенные ко вход ным выводам попумостовые ячейки, состо ящие из двух тиристоров и включе ных последовательно с ними коммутирующих дросселей, причем точка соединения тиристоров каждой ячейки подключена через соответствующий коммутирующий конденсатчэр к первому выходному выводу, снабжен встречным диодами, анод,каждого из которых подключен к катоду тиристора катодной группы соответствующей ячейки, а катод диода каждой предыдущей ячейки подключен;К аноду тиристора анодной грутты последующей ячейки, причем катод диода последней ячейки соединен с анопом тиристора анодной группы первой ячейки, а второй выходаой вывод подключен к отрицательному входному вьюоду. В результате такого подклгоч ёнйя встречных диоде, при работе одного из тиристоре ячейки; Другому тиржстору этой ячейки прикладывается напряжение, повторяющее по форме напряжение на ком мутирующем конденсаторе, то есть с низкой крутизной нарастания. На фиг. 1 представлена принципиальна схема предпагаемого а)зтоноМнОго инвертора. На фиг. 2 представлены: , . а)осциллограмма импульсов уп{)авлеиия, поступающих на тиристоры ( ( ) б)осдиллограмм а тока, протекающего через нагрузку ( 7 ); в)оспилпограмма напряжения на тирис торе инвертора ( U ); г)осциллограмма тока, протекающего через диод ( 1.0 Ь Автономный инвертор содержит попу мостовые ячейки, выполненные на тиристорах 1 - б и подключенные через коммутирующие дроссели 7 - 12 к источнику 13 ГЕЯ тщания, коммутирукзщие конденсаторы 14 - 16, одйи обкладки которых подключены, к общей точке тиристоров своей ячейки, а другие обкладки объединенные и образуют с одним иэ входных выводов выходные выводы инвертора, к которым подключена нагрузка 17, встречные диоды 18 - 20, аноды которых подкпючены к точкам соединения катодов тиристорда и коммутирующих дроссепей своих ячеек, а катоды подключены к точкам соединения анодов тиристоре и ком мутируюших дросселей последующих . Автономный инвертор работает следующим образом. В установившемся режиме к моменту времени tf полярность напряжения на коммутирующих конденсаторах показана на фиг. 1. В момент времени t включается тиристор 1 первой ячейки и прсжсходит перезаряд коммутирующего конденсатора 14 по цепям 14-17-13-7-1-14 и 14-17-12-2 О-1-14. Параметры инвертора подобраны таким образом, что продессы перезаряда конденсаторов носят колебательный характер. При работе тиристора 1 конденсатор 14 колебательно перезаряжается . Напряжение конденсатора 14 через нагрузку 17 и дроссель 8 прикладывается к противофазному тиристору 2. Напряжение на тиристоре: 2 меняет знак с отрицательного на положительный в соответствии с изменением напряжения на конденсаторе 14. В момент времени t. 2 ток тиристора 1 переходит через нуль, он закрывается и к нему прикладывается обратное напряжение. Интервал времени , $шляется паузой в работе инвертора. 3 момент ti включается тиристор 4 следующей ячейки и конденсатор 15 начинает перезаряжаться по цепям 15-4-10-17-17 и 15-4-19-11-13-1715, напряжение на тиристоре 3 плавно изменяет свой знак. В момент времени t. ток тиристора 4 проходит через нуль и он закрьюается. Интервал времени tg tjj явпяется паузой в работе инвертора. В момент bg включается тиристор 5 и конденсатор 16 лерезаряжается по цепям 16-17-13-11-5-16 и 16-17-1О-190-1G. В момент времени t ток тиристора 3 проходит через нуль и он закрывается. Далее поочередно включаются тиристоры 2, 3, 6 и происходят аналогичные процессы перезаряда коммутирующих конденсаторов 14-16. При этом при работе тиристоров 2 и 3 работает диод 18, при работе тиристоров 4 и 5 работает диод 19 и при работе тиристоров 1 и 6 работает диод 20. В инверторе происходит возврат иапишней реактивной мощности с коммутирую- . щих конденсаторов источнику питания чере встречные диоды. Однако включение встре ных диодов между точкой соединения като да тиристора с коммутирующим дросселем своей ячейки и точкой соединения анода тиристора с. ксжтмутирующим дросселем последующей ячейки позволяет ограничить скорость нарастания прямого напряжения на тиристорах. Формула изобретения Автономный инвертор, содержащий подключенные ко входным выводам полумосто вые Ячейки, состоящие, каждая , из двух тиристорсе и включенных последовательно с ними коммутирующих дросселей, причем точка соединения тиристоре каждой ячейки подключена через соответствующий KOMмутирующий конденсатор к первому выходному вьшоду, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности.

ч, I он снабжен встречными диодами, анод каждого из которых подключен к катоду тиристора катодной группы соответствующей ячейки, а катод диода каждой предыдущей ячейки подключен к аноду тиристора анодной группы последующей, ячейки, причал катод диода последней ячейки соединен с анодом тиристора анодной группы первой ячейки, а вtopoй выходной вьюод подключен к отрицательному входному выводу. Источники информации, принятые во анимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 155222, кл. Н 02 М 7/48, 1963. 2.Бедфорд Б, ХОФТ Р. Теория автоомных инверторов, Эйергия, 1969, ис. 3-1. 3.Труды УПИ, сб. 191, Акадис М. М., др. Многоячейхс ый инвертор с удвоеной частотой управления. 1970, с. 154 (прототип).

а