Последовательный инвертор Советский патент 1980 года по МПК H02M7/515 

(54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к последовательным инверторам и может быть использовано, например в источниках тока высокой частоты иидукци оиных нагревательных установок. По основному авт. св. № 647817 из вестеи последовательный инвертор, ИС пользуемый преимущественно в источни ках тока высокой частоты, для питания индукционных на -ревательных установок . Инвертор содержит два тйристорных моста, каждьй из которых содержит колмутирующий контур в диагонали переменного тока, причем точка соединения анодов тиристоров каждого из мостов соединена с положительным входным выводом инвертсйра че рез последовательную цепь из первого и второго фильтровых дрсзсселей, точка соединения катодов тиристоров каж дого из мостов соединена с отрицательным входным выводом через третий фильтровый дроссель, а точка соединения первого и второго фнльтровых дросселей одного моста соединена через фильтровой конденсатор с точкой соединения катодов тиристоров другог моста, причем в каждом из мостов точ ка соединения анодов тиристоров одно го моста соединена через последовательную цепь, образованную конденсатором и дросселем, им еющим П1Х «ежуточный вывод, с точкой соединения катодов тиристоров другого моста, дроссель зашунтирован двумя встречно-последовательно соединенньвиш диодами,, точка соединения которых связана с точкой последовательнохчэ соединения первого и второго фильтровых дросселей второго моста, а промежуточный вывод дополнительного дросселя связан через диод, включенный в прямом направлении, с точкой соединения анодов Т1фнсторов этого же моста 1. Однако при повышении частоты и мощности начинает сказываться влияние сопротивления соединительных проводов и диодов, шунтирующих нагрузку с фильтровыми конденсаторами. При зтом амплитуднЬе значение напряжения на нагрузке ограничивается выше уровня питающего напряжения. В результате при возрастании сопротивления нагрузки наблюдается преждевременный переход отрицательного запирающего напряжения на тиристорах к положительным значениям, снижается время, предоставляемое для восстановления управляемости тиристоров и, следовательно. 378 .... , .. снижается надежность работы инвертора. Цель изобретения - повышение надёясности работы инвертора путем ликвидации влияния сопротивления соединительных проводов и вентилей, шунтирующих нагрузку с фильтровыми конденсаторами. Поставленная цель достигается тем что инвертор снабжен дополнительными дросселями и компенсирующим конденсатором, обкладки которого связаны с выходными выводами через дополнительные дроссели, включенныеf каждый последовательно с двумя встречно-вклю ченными диодами в цепочку, шунтирующую дроссель. На чертеже схематически изображен инвертор. Инвертор содержит тиристоры 1-8, коммутирующие конденсаторы 9 и 10, внутренние коммутирующие Дроссели 11 и 12, внешние коммутирующие дроссели 13 и 14, фильтровые конденсаторы 15 и 16, дополнительные фильтровые конденсаторы 17 и 18, диоды 19 - 24, ак тивно-индуктивную нагрузку 25, подключаемую к выходным выводам инверто ра, первый 26 и 27 и второй 28 и 29 фильтровые дроссели,через которые ти ристорные мосты подключены к положительному полюсу.источника питания, фильтровые дроссели 30 и 31, через которые тиристорные мосты подключены к отрицательному полюсу источника пи тания, дополнительные дроссели 32 и 33, включенные в цепь нагрузочного колебательного контура, компенсируюЩий конденсатор 34, первый 35 и второй 36 тиристорные мосты J Два тиристорных моста 35 и 36, со держащие тиристоры 1-8, коммутирующи конденсаторы 9 и 10 и -дроссели 11 и 12в диагоналях переменного тока, по ключены точками соединения анодов тиристоров через дроссели 26-29 к по ложительному входному выводу инверто ра/ а точками соединения катодов тиристоров через дроссели 30 и 31 - с отрицательным входным выводом инвертора. Аноды тиристоров 1 и 2 моста 35 через конденсатор 15 и дроссель 13соединены с катодами тиристоров 7 и 8 моста 36, а аноды тиристоров 5 и 6 моста 36 через конденсатор 16 и дроссель 14 соединены с катодами ти. ристоров 3 и 4 моста 35. Общие ВывЬД дросселей 26 и 27 через конденсатор 17 соединены с катодами тиристоров 7 и 8 и с одним выводом инвертора. Общие выводы дросселей 28 и 29 через конденсатор 18 соединены с катодами тиристоров 3 и 4 и со вторым выходны выводом инвертора. Промежуточный вывод дросселя 13 (или 14) через диод 23 (или 24) соединен с анодами тирис торов 1 и 2 (или 5 и 6). К выходным выводам инвертора подключена актив. но-индуктивная нагрузка 25, например индуктор. К нагрузке 25 с обеих стоои через дополнительные дроссели 32 33 подключен компенсирующий конденатор 34. точки соединения элементов 13 и 15, а также 32 и 34, через соответствующие диоды 19 и 20 подключены к элементам 18 , 26 ч 29. Точки соединения элементов. 14 и 16, а также 33 и 34, через соответствующие диоды 21 и 22 подключены к элементам 17, 26 и 27. Инвертор работает следующим образом. При поочередном попарном отпирании тиристоров разных мостов по элементам инвертора и черезГнагрузоч ный колебательный контур проходят импульсы высокочастотного тока, выделяя в нагрузке соответствующую мощность. Так, например, при отпирании тиристоров 1 и 4 импульс высокочастотного тока проходит по цепи элементов 15-35-25 и (33-34-32) -13-15.Через тиристорный мост 35 импульс тока проходит по цепи элементов 1-11-9-4. В нагрузке 25 имйульс тока проходит справа налево. При отпирании очеред;Ных тиристоров 5 и. 8 высокочастотный, импульс тока проходит по цепи элементов 16-36-25 и (32-34-33)-14-16. Через нагрузку 25 этот импульс тока проходит слева направо, т. е. в другом направлении. Затем отпираются очередные тиристоры 2 и 3 моста 35. Очередной импульс тока проходит по цепи элементов 15-35-25 и (33-34-32)13-15. Через нагрузку 25 импульс тока проходит справа налево. Далее отпираются очередные тиристоры 6 и 7 моста 36, и очередной импульс тока проходит по цепи элементов 16-36-25 и (32-2433)-14-16. Через нагрузку 25 импульс тока проходит в другом направлении. Таким образом, при поочередном отпирании тиристоров разных мостов через нагрузку 25 Проходит переменный вы.сокочастотный ток. В следующем такте при очередном отпирании тиристоров 1 и 4 процесс повторяется ангшогичиымобразом. При снижении сопротивления нагрузки увеличивается напряжение на элементах инвертора. Если coпpofивлeниe нагрузки ниже нормального, отпираются диоды 19-24, и через .них проходит обратный ток, возвращающий избыточную реактивную энергию .запасенную в виде магнитной энергии в дросселях 13 и 14, в источник питания. При этом реактивный ток возврата энергии проходит по следующим цепям элементов; 13-19-18-25-13; 14-21-17-25-14; 1323-15-13 и 14-24-16-14. Напряжение на дросселях 13 и 14, или на их частях, через диоды ограничивается на уровне напряжения на конденсаторах 15-18. При ограничении напряжения на дросселях 13 и 14 ограничивается напряжение на всех элементах схемы инвертора. При увеличении сопротивления нагрузки сверх номинального возрастает выходное напряжение инвертора, что приводит к снижению времени, предоставляемого дли восстажовления управ ляемости тиристоров. Однако при этом отпираются диоды 20 и 22, и через них проходит ток, воз19ращаю ций избыточную энергию из контура нагрузки в источник питания (в конденсаторы 17 и 18). При этом ток проходит по цепям элементов 25-32-20-18-25 и 25-33-22-17-25. В отличие от известной схемы, напряжение на нагрузке 25 Ограничивается на более низком уровне, что снижает время, предоставляе мое для восстановления управляемости тиристоров. Это достигается следующим образом. При прохождении высокочастотного тока в нагрузочном контуре (25, 32, 34, 33)напряжения на нагрузке 25 и дросселях 32 и 33 в любой момент времени суммируются и равны напряжению на конденсаторе 34. Так, при работе моста 35 напряжение на нагрузке 25 и дросселе 32 ограничив Ё1ется на уровне напряжения на конденсаторе 18 через диод 20, а при работе моста 36 напряжения на нагрузке 25 и дросселе 33 через диод 22 ограничивается на уровне напряжения на конденсаторе 17. Поэтому при наличии дросселей 32 и 33 выходное напряжение инвертора, т. е. нап эяжёние на нагрузке 25, по амплитуде будет всегда меньше, чем напряжение на конденсаторах 17 и 18 и меньше напряжения источника питания. При правиль(ом подборе величин индуктивностей дросселей 32 и 33 можно добиться, что время для восстановления управляемости тиристоров практически совсем не снижается при изменении сопротивления 1Гйгрузки от нуля и до бесконечности, что соответствует, например пустому индуктору. Формула изобретения Последовательный инвертор по авт. св. 647817, отличаю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен дополнительными дросселями и компенсирующим конденсатором, обкладки которого связаны с Шхбдными выводами через дополнительные дроссели, включенные, каждый последовательно с двумя встречно-включёНныЙйдйШами в цепочку, шунтирующую дроссель. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 647817, кл. Н 02 М 7/515, 1977.

782098 Ti гы а Ж I-JUoh-i