Инвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M7/515 

(54) ИНВЕРТОР

1

Изобретение относится к преобра зовательной технике иможет найти .широкое применение в технике индукционного нагрева.

Известны инверторы, содержащие тиристорные ячейки с нагрузкой, включенной последовательно с конденсатором, и имекяцие .ограничение перенапряжений на тиристорах при изменении нагрузки в широких пределах 1 и 2 .

Недостатками указанных инверторов являются наличие значительных перенапряжений на повышенных частотах инвертирования при обрыве тока через отсекающие диоды . Неидентичность параметров отсекающих диодов приводит к неравномерному распределению обратного напряжения на тиристорах, инвертора, что значительно снижает, надежность инверторо

Наиболее близким по технической суности и достигаемому результату к прелагаемому является тиристорный инвертор со стабилизирующими диодами, содержащий фильтровую индуктивность тиристорные мосты, соединенные последовательно через коммутирующую индуктивность, нагрузку, включенную .между точкой соединения фильтровых

конденсаторов и средней точкой коммутирующих индуктивностей, отсекающие диоды, подключенные одним выводом к общим точкам тиристорных мостов и коммутирующих индуктивностей, а другим - к источнику питания 3 .

Недостат :ами данного устройства являются значительное увеличение

0 перенапряжений на повышенных частотах инвертирования при обрыве 1тока отсекающих диодов и их неравномерное распределение по тиристорам, что значительно снижает надежность инвертора.

Цель изобретения - .повышение надежности и КПД устройства, равномерное распределение и снижение

0 перенапряжений по тиристорам ннвертора при расширении его частотного диапазона.

Поставленная цель достигается тем, что инвертор, содержащий подключенные ко входным вьшодам через дроссель фильтра два тиристорных моста, соединенных последовательно между собой через коммутирую«1ие {дроссели, и цепочку из двух после0 иовательно соединенных фильтровых

конденсаторов, общая точка которых соединена с первым выходным выводом а точка соединения коммутирующих дросселей - со вторым выходным выводом, а также отсекающие диоды, подключенные одними электродами к однрименным группам тиристорных мостов, соединенным с коммутирующим дросселями, снабжен двумя магнитосвязанными дросселями, одни концы которых соединены с другими электродами отсекающих диодов, а другие их концы подключены к соответствующим концам указанной цепочки из дву конденсаторов, что существенно снижает скорость изменения и амплитуду тока через отсекающие диоды, при которых происходит обрыв тока, за счет значительно снижающегося перенапряжения, повышается надежность и КПД устройства.

На чертеже приведена схема предлагаемого инвертора.

Инвертор содержит фильтровую индуктивность 1, тиристорные мосты, состоящие из тиристоров 2-9 и коммутирующих конденсаторов 10 и И в диагоналях мостов, и соединенные последовательно через коммутирующие дроссели 12 и 13 нагрузку 14, . подключенную между точкой соединени фильтровых конденсаторов 15 и 16 и общей точкой коммутирующих дросселей 12 и 13, отсекающие, диоды 17 и 18, подключенные одним выводом к общим точкам тиристорных мостов и коммутирующих дросселей 12 и 13. В цепи отсекающих диодов 17 и 18 включены магнитосвязанные дроссели 19 и 20 причем одни из их выводов подключены непосредственно к фильтровым конденсаторам.

Работа высокочастотного инвертора в установившемся режиме осуществляется следующим образом.

Вначале подаются импульсы управления на тиристоры 2 и 4 и коммутирующий конденсатор 10, заряженный с указанной на чертеже полярностью, перезаряжается по цепи: коммутирующие конденсатор 10/ тиристор 4, коммутирующий дроссель 12, нагрузка 14, конденсатор 15 фильтра, тиристор 2. При напряжении на коммутирукяцем конденсаторе 10, равном суммарному напряжению источника питания на конденсаторах фильтра 15 и 16, открывается отсекающий диод 17 и за счет включения магнитосвязанных дросселей 19 и 20 в цепи отсекающих диодов 17 и 18 включается и отсекающий диод 18. Ток через тиристоры 2 и 4 быстро спадае до нуля. Энергия, запасенная в коммутирукадем дросселе 12, передается конденсаторам 15 и 16 фильтра. Включение магнитосвязанных дросселей 19 и 20 в цепи отсекающих диодов 17 и 18 существенно снижает

скорость изменения и амплитуду тока через диоды 37 и 18, при котор происходит обрыв тока, за счет чего значительно снижаются перенапряжения и происходит их равномерное распределение по тиристорам инвертора.

В следунмций момент времени подаются импульсы управления на тиристоры б и 8 и коммутирующий конденсатор 11, заряженный с указанной на чертеже полярностью, перезаряжается по цепи: тиристор 8, конденсатор 16 фильтра, нагрузка 14, коммутирующий дроссель 13, тиристор ь. Ток перезаряда конденсатора 11 протекает в нагрузке 14 уже в противоположном направлении. При напряжени на коммутирующем конденсаторе 11, равном суммарному напряжению источника питания на конденсаторах 15 и 16 фильтра, открывается отсекающий диод 18, За счет включения магнитосвязанных дросселей 19 и 20 в цепи отсекающих диодов 17 и 18 включаетс и отсекающий диод 17. Ток через тиристоры 6 и 8 быстро спадает до нуля. Энергия, запасенн 1я в коммутирующем дросселе 13, переедается конденсаторам 15 .и 16 фильтра. Включение магнитосвязанных дросселей 19 и 20 в цепи отсекающих диодов 17 и 18 существенно снижает скорость спадания, и амплитуду тока через отсекающие диоды 17 и 18, при которых происходит обрыв тока через диоды 17 и 18. В следующий момент времени подаются импульсы управления на тиристоры 3 и 5 и процесс повторяется.

Благодаря включению магнитосвязанных дросселей в цепи отсекающих диодов 17 и 18 уменьшается скорость di/dt изменения и величина тока через отсекающие диоды, при котором происходит обрыв тока, за счет чего происходит значительное уменьшение перенапряжений и их равномерное распределение по тиристорам инвертора. Повышение КПД обеспечивается за счет передачи энергии коммутирующих дросселей 12 и 13 конденсаторам 15 и 16 фильтра. Уменьшение перенапряжений происходи также благодаря включению коммутирующих дросселей 12 и 13 параллельно конденсаторам 15 и 16 фильтра при открывании отсекающих диодов 17 и 18.

Формула изобретения

0 Инвертор, содержащий подключенные ко входным выводам через дроссель фильтра два тиристорных моста, соединенных последовательно между собой через коммутирующие дроссели,

5 и цепочку из двух последовательно

соединенных фильтровых конденсаторо общая точка которых соединена с первым выходным выводом а: точка соединения коммутирующих дросселей со вторым выходным выводом, а также отсекающие диодаг, подключенные одними электродами к одноименным группам тиристорных мостов, соединенным с коммутирующими дросселями, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и КПД устройства при расширении частотного диапазона, он снабжен двумя магиитосвязанными дросселями, одни концы которых соединены с. другими

40--ППГЧ

электродами отсекающих диодов, а другие их концы подключены к соответствукяцим концам указанной цепочки из двух конденсаторов.

Источники информации, принятые во внимание при .экспертизе

NI 6, с. 22.