Преобразователь постоянногоТОКА B пЕРЕМЕННый Советский патент 1981 года по МПК H02M7/515 

ма тока и коэффициент формы тока нагрузки в этой схеме не зависят от глубины регулирования выходного напряжения. Цель изобретения - улучшение энер гетических показателей за счет реализации процесса пуска с облегченной коммутацией и увеличенным углом запи рания тиристоров при повышенных значениях коэффициентов мощности источника питания и нагрузки. Указанная цель достигается тем, что преобразователь постоянного тока в переменныйJсодержащий связанную со входными выводами через дроссель филь ра тиристорную ин ерторную ячейку, а также дополнительный тиристор, снабже дополнительным дросселем и конденсатором, одна обкладка которого соединена с отрицательным г входным выводом а вторая - с одним.концом дополнитель ного дросселя и связана с катодом дополнительного тиристора, соединенного анодом с другим концом дополнительно дросселя и с точкой соединения фильт рового дросселя с тиристорной ячейкой Кроме того, с целью повышения надежности за счет снижения обратного напряжения на дополнительном тиристо ре, он снабжен диодом, включенным согласно-последовательно с указанным тиристором. На фиг. 1 и 2 представлены схемы предлагаемого преобразователя. Схема содержит дроссель 1 фильтра тиристорную ячейку 2, нагрузку 3, до полнительный блок 4 и систему 5 управления. Тиристорная ячейка 2 содер жит тиристоры 6-9. Нагрузка должна иметь емкостную реакцию и состоит из коммутирующего (компенсирующего)конденсатора 10, дросселя 11 и резистора 12. Дополнительный блок 4 содержи дополнительный тиристор 13, последовательно с которым включен конденсатор 14, а параллельно - дополнительный дроссель 15. Цепь тиристора 13 и конденсатора 14 подключена параллельно входу тиристорной ячейки 2, анод тиристора - к общей точке дросселя 1 и ячейки 2, катод -. к конденсатору.14. На фиг.2 согласно-последовательно с тиристором 13 включен диод 16. Запуск и работа преобразователя заключается в следующем. При питании инвертора от управляе мого выпрямителя, одновременно с подачей первых импульсов управления на тиристоры выпрямителя, отпирают допо нительный тиристор 13, и конденсатор 14 начинает заряжаться через дроссел 1 и тиристор 13, тем самым обеспечивая нарастание тока в дросселе 1. Че рез опред}еленную задержку отпирают основные тиристоры инвертора, к тиристору 13 прикладывается обратное напряжение, равное напряжению на кон денсаторе 14, он выключается, и ток росселя 1 протекает через нагрузку обуславливая нарастание напряжения на выходе инвертора, достигающее через определенный интервал времени значение, превышающее напряжение на конденсаторе 14. Тем самым к тиристору 13 прикладывается прямое напря: ение, а при очередном отпирании его ток дросселя 1 опять замыкается через тиристор 13 и конденсатор 14, а к основным тиристорам инвертора, до этого проводившим ток, прикладаавается обратное напряженйе, и они выключаются. Такая поочередная работа дополнительного тиристора 4 и основных тиристоров инвертора продолжается до конца процесса пуска инвертора, а также при его установившемся режиме работы. По мере заряда конденсатора 14 импульсами тока через тиристор 13 напряжение на нем достигает занчения напряжения источника питания и превышало бы его, если бы конденсатор 14не разряжалс я через дроссель 15. Тем самым в установившемся режиме работы среднее значение напряжения на конденсаторе 14 поддерживается равным среднему значению напряжения источника питания, а через дроссель 15протекает ток, в зависимости от величины индуктивности более или менее сглаженный. В интервале проводимости основных тиристоров ток на выходе инвертора складывается из токов дросселей 1 и 15, а в интервале проводимости дополнительного тиристора 13 токи дросселей 1 и 15 протекают через него. Так как среднее значение тока конденсатора 14 равно нулю, то относительно тока дросселя 15 тем больше, чем больше относительная длительность открытого состояния тиристора 13. Тем самым, изменяя задержку времени между моментами отпирания дополнительного тиристора 13 и основных тиристоров инвертора, осуществляется широтно-импульсное регулирование выходного тока инвертора, а угол запирания основных тиристоров увеличивается на время открытого состояния дополнительного тиристора 13 при условии, что в течение этого интервала напряжение на основных тиристорах не достигало нулевого значения, т.е. форма напряжения на основных тиристорах полностью соответствует форме напряжения на тиристоргк резонансного инвертора при его работе в режиме прерывистого входного тока. Форма тока в дросселе 15 задается величиной выходного напряжения и угЛс1ми управления основным и дополнительным тиристорами инвертора. При индуктивности дросселя 15 меньше, чем дросселя 1 форма тока дросселя .15 имеет более колебательный характер, а его влияние на выходной ток инвертора тем существеннее, чем меньше выходная мощность. Тем самым при небольших сопротивлениях нагрузки, соответствующих большим выходным мощностям, инвертор работает в режиме инвертора тока с регулируемой длител ностью импульса тока через нагрузку, а при увеличении сопротивления нагрузки, т.е. при снижении выходной мощности, форма тока нагрузки принимает более колебательный характер, напоминающий форму тока в резонансном инверторе. Работоспособность инвертора сохраняется и при прерывистом характере тока дросселя, т.е. входного тока инвертора, поддерживаемая током разряда конденсатора 14 через дроссель 15. При этом цепь из дросселя 15 и конденсатора 14 целесообразно настроить на резонанс на частоте основной гармоники выходного напряжения источника питания, в частном случае - управляемого выпрямителя.

С изменением относительной длител ности интервала проводимости дополнительного тиристора изменяется форма тока нагрузки инвертора и отнощение величины основной гармоники тока нагрузки ко входному току инвертора, а в результате этого - величина выхо ного напряжения инвертора при постоя стве сдвига фаз между выходным током и напряжением инвертора.

Форма кривой напряжения на дополнительном тиристоре соответствует кривой напряжения на дросселях 1 и 1 т.е. наибольшее прямое напряжение равно разнице амплитудного значения напряжения на нагрузке и напряжения питания, а наибольшее обратное напряжение близко к сумме этих напряжений, следовательно значительно выше. Для исключения необходимости в последовательном соединении дополнительных тиристоров при недостаточном обратном напряжении последовательно тиристору 13 может быть включен диод 16.

Формула изобретения

0

1.Преобразователь постоянного тока в переменный, содержащий связанную со входными выводами через дроссель фильтра тиристорную инвер5торную ячейку, а также дополнительный тиристор, отличающийс я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, он снабжен дополнительным дросселем и конденсатором, одна обкладка которого сое0динена с отрицательным входным выводом, а вторая - с одним концом дополнительного дросселя и связана с катодом дополнительного тиристора,соединенного анодом с другим концом до5полнительного дросселя и с точкой соединения фильтрового дросселя с тиристорной ячейкой.

2.Преобразователь по п.1, о т личающийся тем, что, с целью

0 повышения надежности, он снабжен диодом, включенным согласно-последовательно с дополнительным тиристором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

1.Беркович Е.И. и др. Тиристорные преобразователи высокой частоты. П., Энергия, 1973. С.29, 89.

2.Авторское свидетельство СССР № 383180, кл. Н 02 М 7/515, 1970