Способ ограничения амплитуды нап-РяжЕНия HA ВЕНТиляХ пОСлЕдОВАТЕль-НОгО иНВЕРТОРА и уСТРОйСТВО для ЕгОРЕАлизАции Советский патент 1981 года по МПК H02M7/515 

напряжения на вентилях последовательного инвертора путем рекуперации избыточной реактивной энергии коммутирующего дросселя рекуперацию при малых значениях затухания колебательного контура инвертора производят во время спада его колебательного тока, контролируя при этом амплитуду протекающего в контуре рекуперации тока, а при уменьшении последнего меньше минимальной величины, соответствующей критическому затуханию. Производят дополнительную рекуперацию энергии коммутирующего дросселя в интервале нарастания колебательного тока инвертора.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем последовательный инвертор, состоящий из тиристорного моста с коммутирующим конденсатором в одной диагонали, а другая диагональ которого образована последовательно соединенными первичной обмоткой коммутирующего трансформатора, магнитосвязанной со вторичной, разделительным конденсатором и нагрузкой, при этом источник питания одним выводом подключен через входной дросселЬ к разделительному конденсатору, а вторым выводом к нагрузке, в схему инвертора введены дополнительный .блок управления тиристорами, элемент сравнения, пороговое устройство, датчик тока и вентильный мос который одной диагонсшью подключен ко вторичной обмотке коммутирующег трансформатора, а другой диагональк разделительному конденсатору, причем два синфазных плеча вентильного моста образованы диодами, а два других синфазных плеча - тиристорами, управляющие электроды которых подключены к блоку управлени связанному через элемент сравнения с пороговым устройством и датчиком тока, введенным в диагональ вентильного моста.

С уменьшением сопротивления нагрузки и, соответственно, затухания колебательного контура инверто увеличивается амплитуда тока в контуре рекуперации. Это обеспечивает надежную рекуперацию избыточной реактивной энергии, запасаемой в коммутирующем дросселе последовательного инвертора во время спад его колебательног9 до1 а, ограничивая амплитуду напряжения на вентилях до допустимой величины.

С увеличением сопротивления нагрузки, и, соответственно, затухания колебательного контура инверто уменьшается амплитуда тока в контуре рекуперации. В этом случае пр некотором критическом затухании рекуперация избыточной реактивной энергии, запасаемой в коммутирующе

дросселе во время сnajia колебательного тока последовательного инвертора, неэффективна и напряжения на вентилях возрастают.

Поэтому, когда амплитуда контролируемого тока в контуре рекуперации становится меньше определенной минимальной величины, соответствующей критическому затуханию, производят дополнительную рекуперацию энергии коммутирующего дросселя в интервале нарастания колебательного тока инвертора, что позволяет снизить амплитуду напряжения на вентилях.

Осуществление рекуперации энерги коммутирующего дросселя при малых зат-уханиях во время спада колебательного тока инвертора, а при затуханиях больше критического и во время нарастания тока позволяет существенно расширить нагрузочный диапазон последовательного инвертора при условии сохранения оптимального выходного напряжения во всем диапазоне изменения нагрузки.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для реализации способа.

Устройство содержит последовательный инвертор, состоящий из тиристорного моста 1 -(тиристоры 2 -5) с коммутирующим конденсатором б в одной диагонали, а другая диагональ которого образована последовательно соединенными первичной обмоткой 7 коммутирующего дросселя 8, магнитосвязанной со вторичной обмоткой 9, разделительным конденсатором10 и нагрузкой 11, при этом источник 12 питания подключен одним выводом через входной дроссель 13 к разделительному конденсатору 10, а вторым выводом - к нагрузке 11, систем

14управления тиристорами, элемента 15 сравнения, порогового устройства 16, датчика 17 тока и вентильного моста 18, который одной диагональю подключен ко вторичной обмотке 9 коммутирующего дросселя 8, а другой - к разделительному конденсатору 10, причем для синфазных

плеча вентильного моста 18 образо ваны диодами 19 и 20, а на дру. гйх синфазных: плеча образованы тиристорами 21 и 22, управляющие электроды ъоторых подключены к системе 14 управления тиристорами 2.1 и 22, связанной через элемент

15сравнения с пороговым устройством 16 и датчиком 17 тока, введенным в диагональ вентильного моста 18,,подключенную к разделительному конденсатору 10.

Инвертор работает следующим образом,

Разделительный конденсатор 10 5 нормально заряжен до напряжения источника 12 питания через входной дроссель 13 и нагрузку 11. Пусть коммутирующий конденсатор б заряжен до напряжения с полярностью, указанной на чертеже. При поступлении очередных управляющих импульсов на тиристоры 2 и 4 коммутирующий конденсатор 6 начинает перезаряжаться через первичную обмотку 7 коммутирующего дросселя 8 и нагрузку 11. При переходе тока ггиристоров 2 и 4 через максимгшьно значение полярность напряжения на обмотках 7 и 9 коммутирующего дрос селя 8 меняется на противоположную и, как только это напряжение стано вится больше напряжения разделительного конденсатора 10, включают ся диоды 19 и 20 и птюисходит реку перация избыточной реактивной энер гии коммутирующего дросселя 8 на разделительный конденсатор 10, Это обеспечивает ограничение амплитуды напряжения на коммутирующем конден саторе 6 и тиристорах 3 и 5. Далее аналогично работают тирис торы 3 и 5 и диоды 19 и 20. С увеличением сопротивления, на грузки 11-и, соответственно, затух ния уменьшается амплитуда тока в контуре рекуперации (во вторичной обмотке 9 коммутирующего дросселя а максимальное напряжение на тирис торах 2-5 растет. Когда амплитуда тока в контуре рекуперации, контро лируемая датчиком 17 тока, становит ся меньше определенной минимальной величины, соответствующей критичес кому затуханию, задаваемой пороговым устройством 16, сигнал с элемента 15 сравнения поступает на дополнительную систему 14 управления тиристорами 21 и 22, с помощью которых производят дополнительную рекуперацию энергии коммутирующего дросселя 8.во время нарастания колебательного тока инвертора. Это снижает амплитуду напряжения на коммутирующем конденсаторе 6 и тиристорах 2-5 при больших затуханиях Таким образом, осуществление рекуперации энергии коммутирующего дросселя при малых затуханиях во время спада колебательного тока инвертора, а при затуханиях больше критического и во время.нарастания тока позволяет существенно расширить- нагрузочный диапазон последовательного инвертора при условии сохранения оптимального выходного напряжения во всем диапазоне изменения нагрузки. Формула изобретения 1.Способ ограничения амплитуды напряжения на вентилях последовательного инвертора путем рекуперации избыточной реактивной энергии коммутирующего дросселя, о т л ичающийс я тем, что, с целью расширения нагрузочного диапазона инвертора, при малых значениях за- тухания колебательного контура нагрузки инвертора производят включение обратных вентилей во время спада колебательного тока, контролируя при этом апмлитуду протекающего в контуре рекуперации тока, а при уменьшении последнего меньше минимальной величины, соответствующей критическому затуханию, производят дополнительное вклнзчение обратных вентилей в интервале нарастания колебательного тока инвертора. 2.Устройство для реализации способа по п. 1, содержащее последовательный инвертор, состоящий из тиристорного моста с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, диагональ постоянного тока которого образована последовательно соединенными первичной обмоткой коммутирующего дросселя, магнитосвязанной со вторичной, разделительным конденсатором и выходными выводами, причем источник питания подключен одним выводом через входной дроссель к разделительному конденсатору, а вторым выводом - к выходному выводу, а ко вторичной обмотке упомянутого дросселя подключен вентильный мост, выводы постоянного тока которого подключены к разделительному конденсатору, отличающеес я тем, что два синфазных плеча указанного вентильного моста образованы диодами, а два других синфазных плеча- тиристорами, подключенными управляющими электродами к блоку управления, вход которого соединен через элемент сравнения с пороговым устройством и датчиком тока, измеряющим выходной ток вентильного моста. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 525214, кл. Н 02 М 7/515, 1974. 2.Бедфорд Б., Хофт Р. Теория автономных инверторов. Энергия. 1969, с. 143. 3.Авторское свидетельство СССР 587578, кл. Н 02 М 7/515, 1975.