Последовательный автономный инвертор Советский патент 1980 года по МПК H02M7/515 

(54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для индукционного нагрева металлов.

Известны схемы последовательных ав тономных инверторов, в которых коммутирующий конденсатор используется и. как разделительный, в таких схемах, работающих на нагрузку с малым эквивалентным сопротивлением, напряжения на коммутирующих элементах вырастают до значительных величин. Для ограничения этих напряжений служат встречные вентили,подключенные параллельно прямым вентилям,что обеспечивает устойчивость работы подобных схем при нагрузке,эквивалентное сопротивление которой уменьшается до нуля. 1 J.

Однако приведенные схемы отли.чаются громоздкостью и большим количеством вентилей.

Наиболее близким к предлагаемому является последовательный автономный . инвертор, содержащий зашунтированные обратными диодами два тиристора, катод каждого из которых подключен к отрицательному входному выводу через соответствующий фильтровой дроссель, а анод через соответствукжше последовательно соединенные коммутирующий и фильтровой дроссели - к

положительному входному выводу, причем точки соединения коммутирующих дросселей с фильтровь1ми дросселями подключены, каждая, к катоду другого тиристора через последовательную цепочку из двух конденсаторов, общая точка которых соединена с соответствующим выходным выводом 2 .

Эта схема не обеспечивает ограни10чения напряжения на ее элементах при малом сопротивлении нагрузки, и при уменьшении наг-рузки до холостого хода, время, предоставляемое для восстановления управляемости пряьолх вентилей в схеме резко падает.

Целью изобретения является повышение наг ежности.

Поставленная цель достигается тем, что йнвёртбр бн бжен двумя дополнительными конденсаторами и двумя дополнительными последовательными цепочками, каждая из которых состоит из диода и дросселя и В1 лючена между первым выходным выводом и точкой соединения соответствуюсщх фильтровых дросселей, подключенной ко второму выходному выводу через дополнительный конденсатор.

На чертеже представлена схема инвертора .

Инвертор содержит тиристоры 1 и 2, обратные диоды 3 и 4, коммутирующие дроссели 5 и б, коммутирующиеконденсаторы 7-10, фильтровые дроссели 11-15, дополнительные конденсаторы 16 и- 17, дополнительные дроссели 18 и 19, диоды 20 и 21 и нагрузку 22,

Схема работает следукндим образом. Пусть, открывается растет, 1 и ток проходит АО контуру 7-5-1-1022-7, а напряжение на нагрузке 22 растет, и когда оно становится больше напряжения На дополнительном конденсаторе 17, заряженном до половины ЭДС источника питания, отпирается диод 21 и ток разветвляется по. цепи элементов 17-21-19, Когда напряжение на нагрузке прежней полярности становится ниже напряжения на конденсаторе 17, диод 21 запирается, а ток, поддерживаемый в контуре коммутации энергией, запасенной в коммутирующем дросселе 5, перезаряжает конденсаторы 7-10 до обратной полярности vr прекращается. Этим заканчивается формирование одного пблупериода выходной частоты,Дальше конденсаторы 7-10 колебательно перезаряжаются по цепи элементов 10-3-5-722-10, При этом к тиристору 1 прикладывается обратное напряжение до конц полупериода, а диод 3 отпирается л В этот же момент отпирают тиристор 2, и ток по цепи 9-6-2-8-22-9 проходит в нагрузке согласно с предыдущим током перезаряда. Если напряжение на нагрузке 22 превышает напряжение на. конденсаторе 16, заряженном до половины ЭДС источника питания,, аналогично подключается цепь элементов 20-18-16 ограничения напряжения на нагрузке, В конце этого полупериод на конденсаторах 7-10 восстанавливается напряжение прежней полярности, а на конденсаторах 8 и 9 - обратной Этим заканчивается формирование однго периода выходного напряжения, Одновременно с началом перезаряда конденсаторов 8 и 9 отпирают тиристор 1 и процесс протекает аналогично. Причем в нагрузке ток прямог вентиля одной группы суммируется с, током обратного диода противофазной группы,

Процесс сброса энергии из нагрузочного контура путем ограничения выходного напряжения на уровне половины питающего напряжения обеспечивает необходимое время для восстановления управляемости прямых вентилей в схеме при снижении нагрузки вплоть до холостого хода,В режимах близких : ккороткому замыканию нагрузки, когда ее эквивалентное сопротивление мало, в схеме не наступает раскачка напряжения на ее элементах, что опасiio гфобоём вентилей или изоляции установленного оборудования. Вследствие 0 этого снижается коэффициент запаса по напряжению, закладываемого при выборе оборудования, на 15-20 %,

Формула изобретения

Последовательный автономный инвертор, содержащий зашунтированные обратными диодами два тиристора, катод

Q каждого из которых подключен к отрицательному входному выводу через соответствукнций фильтровой дроссель, а анод через соответствующие последовательно соединенные коммутирующий и фильтровой дроссели -к положительному входному.выводу, причем точки соединения коммутирующих дросселей с фильтровыми дросселями подключены каждая к катоду другого тиристора через последовательную цепочку из двух

0 конденсаторов, общая точка которых соединена с соответствующим входным выводом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности , он снабжен двумя дополнительными конденсаторс1ми и двумя дополнительными последовательными цепочка- ми, каждая из которых состоит из диода и дросселя и включена между первым выходньм выводом и точкой соедиQ нения соответствующих фильтровых дросселей, подключенной ко второму выходному выводу через дополнительный кондёнсато|р,

Источники информации, 5 принятые во внимание при спертизе 1, АКОДИС и др, ПреобразЪватели частоты для широкодиапазонной нагрузки-. Труды Уральского политехнического института, сб, 191, 0

2, Бородин И, В, Расчет автономного инвертора,- Труды Уральского политехнического института, сб. 229, с, 99, рис, 1.