Инвертор Советский патент 1993 года по МПК H02M7/521 H02M7/523 

Изобретение относится к преобразоваЛелям постоянного тока в пульсирующий или переменный ток и может быть использовано в качестве широтно-импульсного регулятора напряжения (тока) нагрузки, апрймер при регулировании скорости электродвигателей постоянного тока или ве 1ичины тока сварочных источн11ков питания, . . Известен последовательный инвертор, содержащий две йве ертирующие ячейки, фЫ-оящи тиристора и коммутирующего Lt;-KortT:ypa,npM4eMуказанные ячейки образуют мостовую схему, в два плеча которой включены тиристоры, а в два других коммутирующие конденсаторы, при этом конденсатор каждого контура зашунтирован диодом. Из известных инверторов наиболее простым и близким по своей технической сущности и достигаемому эффекту является инвертор, выполненный по схеме моста, в двух плечах и соединяющей их диагонали которого установлены согласно включенные вентильные элементы, содержащий коммутирующие LC-KOHTypu, конденсаторы которых зашунтрированы диодами, а коммутирующий дроссель разделен на три секции, две из которых установлены в плеча) Моста, а третья в диагонали последовательнб с вентильным элементом, входные клеммы, подключенные ко второй диагонали моста, и выходные клеммы. Указанный инвертор принят за прототип. Инвертор позволяет осуществлять ждущий режим работы и схемно исключаются перенапряжения на элементах. Однако, все выщеперечислённые инверторы относятся к инверторам последовательного типа,, которым свойственен общи( недостаток - большая установленная мощность коммутирующих конденсаторов и дросселей при работе на частотах ниже 2000 Гц. Целью изобретения является уменьшение установленной мощности элементов инвертора при частотах коммутации ниже 2000 Гц. Для этого в инвертор, содержащий мост, в двух плечах и диагонали переменного тока которого включены основные вен.тильные элементы, содержащий коммутирующие LC-контуры, конденсаторы которых включены в два других плеча моста и шунтированы диодами, а секции коммутирующего дросселя включены последовательно с вентильными элементами, инвертор снабжен дополнительно двумя парами встречно-последовательно включенных вентильных элементов, каждая из которых подключена параллельно указанным Плечам моста с основными вентильными элементами, причем один из зентидьных элементов каждой пары подключен согласно с упомянутыми основными вентилями, а другой - встречно и их общие точки соединения подсоединены к выходным выводам, При частотах кав мутациинйи е 2000 Гц это позволяет уменьшить установленную мощность элементов инвертора, за счет того, чгЬ такой инвертор работает двухстадийно:-вначале - нагрузка {выходные выводы подключаются через вентильные элементы непосредственно к питающей сети и элергия может поступать в нагрузку как угодно долго; остальные элементы инаертрра при этом находятся в состоянии без тока и накопленной энергии); для отключения нагрузки от сети (окончание периода коммутации) вклнэчают Элементы инвертора, которые формируют импульс гашения ранее включенных вентилей. . Причем время импульса составляет десятки микросекунд, что соизмеримо с временб1М,.достаточным для восстановления запирающих свойств вентильных элементов, Использование емкостных индуктивных накрпителей для формирования кратковременных большой мощности импульсов выключения экономически выгодно, средняя мощность при этом незначительна. Сущность изобретения поясняется чертежом, где 1,2 -тиристоры (вентильные элементы), 3 - нагрузка, 4,5 - тиристоры (дополнительные вентильные элементы), 6,7,8-дроссели, 9,10- коммутирующие конденсаторы, 11,12 -диоды, 13,14.,15- ДИОды (вснтильнью элементы), 16,17 - входные вbt воды, 18,-19 - выходные выводы. Аноды тиристоров 1 и 4, катод диода 11 и один из выводов конденсатора 10 объединены на входном выводе 16. Катод тиристора 4 подключен к .одному из выводов Дросселя 6, другой вывод которого подключен k-общей точке, в которой объединень аноды диоДов 13 и 14, катод.диода 12 и один иэ выводов конденсатора 9. К входному выводу 17 питающего напряжения подключены вто{зой вывод конденсатора 9, анод диода 12 и катоды тиристоров 2,5, Второй вывод конденсатора 10 объединен с анодом диода 11, катодом диода 15 и выводами дросселей 7 и 8, второй вывод дросселей 8 подсоединен к катоду диода 14, а второй вывод дросселя 7 - к аноду тиристора 5, К выходному выводу 18 подключены катоды

тиристора 1 и диода 13, а также один из выводов нагрузки 3. К выходному выводу 19 подключены аноды диода 15 и тирист01 а 2, а также второй вывод нагрузки 3.

Работа инвертора осуществляется еледующим образом. При одновременном включении тиристоров 1 и 2, нагрузка 3 подключается к входным выводам 16,17 напряжение на нагрузке равно напряжению источника питания. Для отключения нагрузки от источника питания включают тиристоры/ и 5, происходит колебательный заряд конденсаторов 9 и 10 по цепям: тиристор 4, дроссель 6 и тиристор 5, дроссель 7 соответственно. При зтом конденсаторы 9,10 заряжаются до напряжения, близкого К

:удвоеннрй величине напряжения источника питания.

Тиристоры 4 и 5 выключаются ввиду

приложения обратного напряжения по окончании процесса заряда конденсаторов

.9,10, Одновременно начинается разряд кон денсаторов 9 и 10через диод 14, индуктивность 8 на источник питания. При зтом напряжение в диагонали моста равно утроенному значению напряжения источника Формула изобретения ИHBERTOP, содержащий мост, в двух синфазных плечах которого и диагонали переменного тока включены основные вентильные элементы, содержащие -коммутирующие LC-контуры, конденсаторы которых щунтированы диодами и включены в два других плеча моста, а секции коммутирующего - дросселя включены последовательно с вентильными элементами, отличающийся тем, что, с целью умемь-,

пн зния и приложено к дросселю 8. Парал ельно этому дросселю 8 через диоды 13 и 15 это же напряжение прикладывается к нагрузке 3, тиристоры 1 и 5 на интервале разряда конденсатора 9 и 10 определенное время находятся под обратным напряжением, что вызывает их выключение,Конденсаторы 9, 10 разряжаются до нуля - схема возвращается в исходное состояние при нулевых услрвиях,. ,/

Таким образом, при относительней-редких частотах коммутации энергия а нагрузку поступает из сети через тиристоры 1 и 2, остальные элементы схемы пропускают ток только в период времени, достаточный для восстановления непроводящего состояния тиристорой, что при его незначительной величине по отношению к периоду коммутации тиристоров 1 и 2:предопределяет резкое снижение установленной мощности реактивных элементов инвертора,

(56) Б,Бедфорд, Р.Хофт, Теория автономных инверторов. Энергия, 1969, с. 71,

Авторское свидетельство СССР, кл, Н 02 М 7/48, 1975, . р шения установленной мощности реактивных эЛементов, инвертор снабжен дополнительно двумя парами встречно-последовательно включенных вентильных с1злементов, кйждая из которых подключена параллельноуказанным плечам моста с основными вентильными элементами, причем один из вентильных элементов.каждой I пары подключен согласно с упомянутыми 01 основными вентилями,а другой - встречно ,и их общие точки соединения подсоединены к вь ходным выводам, .

16

-Ь0-873845

:л

fO

f

|X-.-rw4

-

f7