Последовательный инвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M7/515 

(54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР

1

Изобретение относится к электротехнике, например к силовым полупроводниковым (ионным) преобразователям постоянного напряжения в переменное, и применяется в качестве источников напряжения (тока) повышенной частоты в различных отраслях народного хозяйства для питания установок высокочастотной сварки, индукционного нагрева, звуковых излучателей и т.д.

Известны различные типы последовательных инверторов, содержащие тиристоры, коммутирующие конденсаторы, дроссель, нагрузку, в которых постоянное напряжение преобразуется в переменное путем перезарядки конденсаторов, соединенных последовательно с нагрузкой 1.

Основными недостатками указанных схем последовательных инверторов являются отсутствие стабилизации режима работы и невозможность работ в режиме короткого замыкания.

Известен также инвертор, содержащий подключенные ко входным выводам цепочку из двух последовате но соединенных конденсаторов и послдовательную цепочку из двух тиристоров и двух обмоток дросселя, общая точка которых связана через первичную обмотку трансформатора с общей точкой конденсаторов, причем вторичная обмотка трансформатора соединена с выходными выводами, и дополнительную обмотку дросселя, включенную на входные выводы через, встречный диод 2.

O

Наиболее близким к предлагаемому является инвертор, содержащий подключенные ко входным выводам цепочку из двух последовательно соединенных конденсаторов и после5 20 довательную цепочку из двух тиристрр.ов и двух обмоток дросселя, общая точка которых соединена с общей точкой конденсаторов через первичную обмотку выходного трансформатора, три дополнительные обмотки которого соединены последовательно и подключены общими выводами через диоды ко входным выводам, а крайними выводами через тиристоры 5к положительному входному выводу,прич&л параллельно входным выводам подключена цепочка из обратного диода и дополнительной обмотки дросселя С31.

Недостатком инвертора является невозможность работы при ссЗпротивле0ВИИ нагрузки близким к иулю и нуле вом. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Цель достигается тем, что в посл довательном инверторе содержащем. подключенные .к-о входным выводам цепочку из двух последовательно со диненных конденсаторов,последовате ную цепочку из тиристоров и д обмоток дросселя, общая точка .кото ,рых соединена с общей точкой конденсаторов через первичную обМотку выходного трансформатора, причем две дополнительные обмотки трансфо матора одними концами подключены к положительному входному выводу через дополнительные тиристоры, а вторыми связаны с отрицательным вх ным выводом, соединенным с одним концом дополнительной обмотки дрос селя, его второй конец соединен с указанными вторыми концами дополнительных обмоток трансформатора. На чертеже показана схема предлагаемого инвертора. Схема содержит два основных тиристора 1 и 2, конденсаторы 3 и дроссель 5, имеющий две основные обмотки б и 7 и дополнительную обмотку 8, выходной трансформатор 9, имеющий четыре обмотки - первич ную 10, выходную 11 и две дополнительные 12 и 13, дополнительные тиристоры 14 и 15. Схема питается с выводов 16 и 17 постоянного напряжения . Управление дополнительными тиристорами 14 и 15 производится системой автоматического рег лирозания 18. Последовательный инвертор работает следующим образом. Поочерсгдное открытие тиристоров 1 и 2 осуществляет перезарядку конденсаторов 3 и 4. Ток перезаряд ки конденсаторов зависит от величины их емкости, частоты и диапазона изменения на них напряжения При открытом тиристоре 1 напряжение на конденсаторе 3 пропорционально напряжению на двух последо вательно соединенных обмотках 8 и 12 и когда это напряжение достиг определенного уровня, напряжение на тирис торе 14 становится положительным. Открытие тиристора 14 вызывает :запирание тиристора 1, при этом ток с обмотки 6 дросселя и обмотки 10 трансформатора переходит на обмотку 8 дросселя и обмотку 12 трансформатора. Перезарядка конденсаторов прекращается, ток в нагрузке поддерживается за счет убыли знергии, накопленной в дрос селе. Ток дросселя (потокосцепление) уменьшается, причем в устано, вившемся режиме потокосцепление дросселя к концу полупериода , имеет то же значение, что и в его иачале.. При постоянстве ЧИСЛЕ витков бмоток дросселя и трансформатора и величины, емкости .конденсатора 3 и 4 ток перезарядки конденсатоов, а следовательно, и ток наррузки зависит от диапазона « изменения на них напряжения, которое можно изменять в определенном диапазоне путем изменения угла включения тиристоров 14 и 15. Предлагаемый последовательный инвертор регулирует или стабилизирует выходной ток независимо от величины нагрузки, в том числе и в режимах, близких к короткому замыканию. Это позволяет применять статические преобразователи, изготовленные на базе предлагаемого последовательного инвертора, для целей сварки, осуществлять при этом регулирование величины выходного тока без применения балластных сопротивлений,что существенно повышает КПД процесса. Предлагаемое изменение в рекуперационной системе может быть применено и в других типах последовательных инверторов,, например Мостовых. Формула изобретения Последовательный инвертор, содержащий подключенные ко входным выводам цепочку, из двух последовательно соединенных конденсаторов и последовательную цепочку из двух тирис тор.ов и двух обмоток дросселя, об1щая точка которых соединена с.общей точкой конденсаторов через первичную обмотку выходного трансформатора, причем две дополнительные: обмотки трансформатора одними концами подключены к положительному входному выводу через дополнительные тиристоры, а вторыми связаны с отрицательным входным выводом, соединенным с одним концом дополнительной обмотки дросселя, о т л и: ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, второй конец дополнительной обмотки дросселя соединен с указанными вторыми концами дополнительных обмоток транс,форматора. Источники информации, принятые во внимание- при экспертизе 1.Бедфорд Б. и Хофт Р. -Теория автономных ин.верторов. Энергия, 1969, с. 67, рис. 3-5, с. 71, рис.39. 2.Чиженко И.М. и др. Основы преобразовательной.техники , М., Высшая школа , 1974, с. 262, рис.8-325. 3.Авторское свидет«гльство СССР по заявке № 2633150/07,. кл. Н 02 М 7/515, 1978.