Последовательный инвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к силовым, преобразователям постоянного напряжения в переменное напряжение повьшенной частоты (500-50000 Гц ) с использованием в качестве коммутирувлцих элементов полупроводниковых (тиристоров) или ионных (гиротронов, игнитронов) приборов и предназначенн для питания различного вида электрических потребителей энергии повышенных частот в различных областях техники. Известны схемы последовательных п лумостовых инверторов, которые могут работать с частотой выше частоты собственных колебаний tl3иТ23 . Недостатком этих схем является резкая зависимость напряжений и токо на элементах схемы от величины и характера нагрузки. Кроме того, схемы ие могут работать ни в режиме короткого замыкания, ни в режиме холостого хода. Наиболее близкой является схема инвертора, каждая ячейка которого, при условии четного их числа, состоит из последовательно- соединенных тиристоров, подсоединенных к входным выводам, причем последовательно с тиристорами включены обмотки дросселя, точка соединения через обмотку трансформатора и коммутирующие конденсаторы соединена со входными выводами инвертора Гз1. Однако эта схема не может работать при коротких замыканиях и близких к нему режимах, так как последнее свят зано с резким возрастанием токов и напряжений на элементах схемы. Цель изобретения - повышение надежности за счет ограничения перенапряжений на элементах схемы. Поставленная цель достигается тем, что в последовательном инверторе, содержащем четное число ячеек, каждая из которых состоит из подключенных к разноименным входным выводам двух тиристоров и последовательно соединенных с ними обмоток дросселя, подключенных через первичную обмотку выходного трансформатора к общей точке двух последовательно соединенных конденсаторов, подктюченных ко входным выводам, при использовании общего выходного трансформатора для всех ячеек, в каждую ячейку введены встречные вентиль и тиристор, а дроссель Снабжен двумя дополнительными обмотками, первая из которых шунтирована встречным тиристором, а вторая через введ ную дополнительную обмотку выходно трансформатора и встречный вентиль подключена ко входным выводам, при каждая первичная обмотка трансформ тора выполнена в виде двух полуобмоток, соединенных последовательно с упомянутыми обмотками дросселей подключенных, общей точкой к общей ке указанных конденсаторов. На чертеже показаны две ячейки многоячейкового инвертора, которые отличаются только номерностью вклю чений первичных обмоток выходного трансформатора. Тиристоры I и 2 включены между входными выводами 3 и 4 инвертора. Между тиристорами включены две цепочки, каждая из которых состоит из обмотки 5 (б) дросселя 7 и полуобмоток 8 (9) выходного трансфор матора 10. Общая точка этих полуобмоток подсоединена к общей точке конденсаторов J1 и 12, Рекупера онная система состоит из последовательно соединенных дополнительной обмотки 13 дросселя 7, дополнительной обмотки 14 трансфор-. матора 10 и встречного вентиля (диода) 15. Дроссель имеет также дополнительную обмотку 16, шунтируемую встречным тиристором 17, Напрузка подключается к вывода 18 и 19 обмотки 20 выходного трансформатора 10. Вторая ячейка содержит тиристор 21 и 22, обмотки 23 и 24 дросселя 25, полуобмотки 26 и 27 трансформа тора 10, дополнительные обмотки 28 и. 29 ДР рсс%ля 25, дополн1 тельную обмотку 30 трансформатора, тиристо вентиль 32, конденсаторы 33 и 34, Схема работает следующим обрааом. Положительные полуволны выходно го напряжения формируются первой п 4 уячёйкой путем перезарядки конденаторов 11 и 12, отрицательные торой полуячейкой путем перезаряди конденсаторов 33 и 34. При этом оложительная полярность выходного апряжения формируется при работе ервой ячейки независимо от того, акой тиристор 1 .или 2 включаетя. При двухячейковом варианте схеы тиристора включаются в последоательности 1-21-2-22, В общем случае диапазон изменения потенциала средней точки конденсаторов больше напряжения меж ду входными зажимами J и 4 (напряжение питания). При открытом тиристоре 1 напряжение на конденсаторе 11 равно сумме напряжений на обмотках 5 и 8, которое трансформируется на обмотки 13 и 14 рекупера1);ионной системы. Суммарное напряжение на обмотках 13 и 14 в своей обратной полярности ограничивается напряжением между выводами 3 и 4, так как в противном случае открывается диод 15, Таким образом, цепочка из обмоток 3 и 14 и диода 15 ограничивает величину отрицательного напряжения на конденсаторе 1. При этом схема имеет принципиальное отличие от схем, ограничивающих напряже- ние на коммутирующих конденсаторах путем шунтирования их встречным диодом, так как осуществляется не. прост то прекращение потребления энергии с входных выводов, но и возврат энергии на эти выводы, что и дает возможность ограничивать ток в режиме короткого замыкания, Применение в качестве вентиля 15 тиристора дает возможность регулировать величину максимального напряжения на конденсаторах и соответственно величину тока нагрузки. Рекуперационная система в зависимости от номерности формируемого выходного напряжения требует встречного или согласного включения дополнительных обмоток дросселя и выходного трансформатора, что обуславливает необходимость применения для каждой ячейки отдельного дросселя, потокосцепление которого к концу полупериода (при коротком замыкании всегда) не достигает нулевого значения. Для сокращения энергии дросселя в период работы другой ячейки на каждом дросселе размещается дополнительная обмотка 16, кото