Последовательный инвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M7/515 

(54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР

J

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в электротермических установках для индукционного нагрева металлов токами высокой частоты.

Известны последовательные инверторы, содержащие соединенные последовательно и подключенные к источнику пигаиия конденсаторы фильтра, ячейку, образованную дву-. мя соединенными .последовательно тирнс-. торами и подключенную к зажимам источника питания через дроссели, а также Нагрузку, включенную через коммутирующий конденсатор между общей точкой конденсаторов фильтра и общей точкой тнристоров |1 и 2).

В данных инверторах нагрузка включена последовательно с коммутирующим контуром.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является инвертор, содержащий тирнсторные ячейки, состоя, щие из двух соединенных последовательно тиристоров и коммутирующего конденсатора, причем подключены коммутирующие ячейки к источнику питания через дроссели |3J.

Недостатком данного последовательного инвертора является то, что в нем напряжение на нагрузке, а следовательно, и на элементах схемы резко возрастает при уменьшении величины сопротивления нагрузки и может превышать напряжение источника S питания в 3-5 раз.

Цель изобретения - повышение жесткости внешней характеристики путем сни кения напряжения на элементах схемы.

Указанная цель достигается тем, что последовательнй инвертор, содержащий два соединенных последовательно и подключенныхч ко входным выводам конденсатора фильтра и цепочку, состоящую из Тюследовательно соединенных анодного и катодного

,j коммутирующих дросселей и двух управляемых вентилей, общая точка которых через коммутирующий конденсатор и выходные выводы соединена с общей точкой конденсаторов фильтра, снабжен двумя встречнымн диодами, двумя конденсаторами н двумя

30 дросселями, параллельно каждому коммутирующему дросселю подключена последовательная цепь из конденсатора и встречного диода, общая точка которых через дроссель подключена к общей точке конденсаторов фильтра. Подключение параллельно анодному и катодному коммутирующим дросселям отмеченных элементов приводит к тому, что при изменении сопротивления нагрузки от нуля до номинальной напряжение на коммутнрующих дросселях ограничивается на уровне, равном половине напряжения источиика питания, а это, в свою очередь, приводит и к ограничению максимального возможного напряжения на нагрузке и других элементах схемы инвертора на уровне, превышающем напряженне источника питания не более, чем в 1,5 раза. Таким образом, внешняя характеристика предлагаемого инвертора является более жесткой по сравнению с аналогичной характеристикой известного инвертора. На чертеже изображена принципиальная схема инвертора. Инвертор содержит имеющие общую точку конденсаторы I и 2 фильтра, включенные последовательно управляемые вентили (тнрнсторы) 3 и 4, анодный 5 и катодный 6 коммутирующие дроссели, нагрузку 7, включенную ,через коммутирующий конденсатор 8 между общей точкой конденсаторов фильтра и общей точкой тиристоров, последовательные цепи из диода 9 и конденсатора 10, а также цепь из диода II и конденсатора 12 и дроссели 13 н 14, соединяющие общие точки диодов и конденсаторов с общей точкой конденсаторов фильтра. Работу схемы последовательного инвертора рассмотрим при допущении о том, что величина емкости конденсаторов 1, 2, 10 н 12 достаточно велика и напряжение на них неизменно в процессе работы и, с учетом схемы подключения, равно половиие напряжения источника питаиия. В иормальном режиме работы тиристоры 3 и 4 включаются со сдвигом в 180 эл. град. При включении тиристора 3 ток протекает по 1-5-3-8-7, а при включеНИН тиристора 4 - по цепи 2-7-8-4 6. Параметры этих цепей выбраны таким образом, что токи в них носят колебательный характер. После прохождения колебательным током, напрнмер в цепи I- 5-3-8-7, максимального значения полярность напряжения на анодном коммутирующем дросселе 5 становится такой, что к катоду диода 9 прикладывается отрицательиый потенциал, а к аноду тиристора 3 положительный. С достижением равенства велнчин напряжения на анодном коммутирующем дросселе 5 и на дополнительном конденсаторе 10 происходит включение диода 9 и прекращается дальнейший рост напряжения не анодном коммутирующем дросселе 5. Включение диода 9 приводит к включению тиристора 3. Диод 9 выключается, когда израсходуется электромагнитная энергия в анодном коммутирующем дросселе 5. Полученная дополнительным конденсатором 10 электрическая энергия возвращается источнику питания через дополнительный дроссель 13. Аналогично работает инвертор, когда ток протекает по цепи 2-7-8-4 6. Таким образом, благодаря введенню элементов 9, 10, 13 и И, 12, 14 достигается ограничение напряжения иа коммутирующих дросселях 5 и 6, а следовательно, и на нагрузке 7. Причем при измеиении величины нагрузки от нуля до максимально возможной (критической), при которой ток в цепи еще носит колебательный характер, инвертор сохраняет работоспособность и напряжение на нагрузке и элементах инвертора не превышает напряжение источника питания более чем в 1,5 раза. Превышенне в 1,5 раза объясняется тем, что сумма напряжений на нагрузке 7 и коммутирующем конденсаторе 8 не превышает напряжение источиика, а напряжение на конденсаторах 1 и 2 фильтра равно половине напряжения источника питания. Тогда в непроводящую часть периода к тиристорам может прнкладываться сумма напряжений на конденсаторе фильтра, нагрузг е н коммутирующем конденсаторе, а это составляет 1,5 напряжения источиика питаиия. Формула изобретения Последовательный инвертор, содержащий подключенные ко входным выводам два последовательно соединенных конденсатора фильтра и цепочку, состоящую из последовательно соединенных анодного и катодного коммутнрующнх дросселей и двух управляемых вентилей, общая точка которых через коммутирующий конденсатор и выходные выводы соедииена с общей точкой конденсаторов фи;(ьтра, отличающийся тем, что, с целью повЫшеиия жесткости внещней характериЪтнки путем снижения напряжений на элементах схемы, он снабжен двумя конденсаторами и двумя дросселями, причем параллельно каждому, коммутирующему, дросселю подключеиа последовательная цепочка из конденсатора и встречного диода; общая точка которых через дроссель подключена к общей точке конденсаторов фильтра. Источники ийформации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 158948, кл. Н 02 М 7/48, 1963. 2.Авторское свидетельство СССР № 424281. кл. Н 02 М 5/42, 1974. 3.Авторское свидетельство СССР № 161387, кл., Н 02 М 7/48, 1964.