Автономный последовательный инвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M7/515 

(54) АВТОНОМНЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР

I

Изобретение относится к устройствам силовой преобразовательной техники повышенной частоты.

По основному авт.св. № 750684 известен автономный последовательный инвертор, содержащий тиристорный мост с коммутирзтощим LC-контуром в диагонали переменного тока, подключенный к выводу для отрицательного полюса источника питания, и через дроссель фильтра к выводу для положительного полюса источника питания, две последовательные цепочки, подключенные параллельно мосту, одна из которых содержит конденсатор и дроссель, вторая - токоограничивающий дроссель с отпайкой, разделительный конденсатор и цепь нагрузки, причем общая точка конденсатора и дросселя через диод подключена к отпайке токоограничивающето дросселя 1.

Недостатком, этого инвертора является то, что он имеет недостаточно высокие КПД и устойчивость инвертирования.

Цель изобретения - повышение КПД и устойчивости инвертирования при работе на на- грузку с емкостной реакцией.

Поставленная цель достигается тем, что инвертор снабжен дополнительными дросселем и конденсатором, подключенными параллельно цепи нагрузки.

На фиг. 1 представлена схема инвертора; на фиг. 2 - схема заменения параллельного контура для первой гармоники тока; на фиг. 3 - зависимость реактивного сопротивления параллельного контура KH от активного Ц, .

to

Инвертор содержит тиристорный мост 1, собранный на тиристорах 2-5, в диагональ переменного тока которого включены коммутирующие конденсатор 6 и дроссель 7. Тиристорный мост 1 подключен к выходу для

IS отрицательного полюса источника питания и через дроссель фильтра 8 - к вьгаоду для положительного полюса источника питания. К выводам постоянного тока тиристорного моста 1 подключены две последовательные

20 цепочки, одна из которых содержит конденсатор 9 и дроссель Ш, вторая - ток.оограничиваюиу1й дроссель 11 с отпайкой, разделитель-ный ковденсатор 12 и нагрузку 13. Параллельно нагрузке подключены дополнительные дроссель 14 и конденсатор 15. Общая точка Конденсатора 9 и дросселя 10 через диод 16 подключена к отпайке токоограничивающего дросселя 11. Попарным включением тиристоров 2, 3 и 4,5, образуется колебательный контур, состоящий из коммутирующего конденсатора 6, коммутирующего дросселя 7, токОограничиваю щего дросселя Ни параллельных цепей из дополнительного дросселя 14, дополнительного конденсатора 15 и нагрузки 13. Емкость конденсатора 9 большая, поэтому напряжение на нем в процессе работы преобразователя практически не изменяется и равно напряжени источника питания. В процессе изменения пара метров нагрузки 13 ведгачиньг напряжений на элементах и форма тока в цепи колебательного контура изменяются. При спаде тока через тиристорный мост напряжение на токоограничивающем дросселе с отпайкой 11 имее знак, указанный на фиг. 1. В момент его равенства с напряжением на конденсаторе 9 открывается диод 16 и ток тиристорного мос та 1 резко падает. Ток, проходящий через разделительный конденсатор 12 кроме первой гармонической составляющей содержит высшие гармоники. Параллельно включенные дополнительный дроссель 14 и конденсатор 15 представляют собой параллельный фильтр, настроенный на частоту, незначительно превышающую рабочую частоту инвертора. Для высших гармо1шческих составляющих тока параллельный фильтр имеет малое сопротивление. Для первой гармо нической составляющей его сопротивление велико. Поэтому ток нагрузки 13 близок к синусоидальному и потери мощности от гармо1шческих составляющих тока незначительны На рабочей частоте инвертора параллельный фильтр имеет И1вдуктивное сопротивление и совместно с нагрузкой 13, имеющей емкос ную реакцию, образует параллельный контзф, который настроен на рабочую частоту инВер тора. Резонанс токов, возникающий в параллельном контуре (фиг. 2) позволяет значительно уменьшить величину первой гармонической составляющей его входного тока, т.е. тока, проходящего через разделительный конденсатор 12. Уменьшение величины первой гармо3Анической составляющей тока контура инвертора позволяет знаштельно снизить потери в его элементах 2-7, 11, 12. Расчет показывает, что при правильном выборе параметров элементов 14, 15 можно в среднем на 20% уменьшить величину первой гармонической составляющей тока контура инвертора и на 50% уменьщить потери в элементах коштура, что в целом способствует повышению КПД инвертора. Относительно входных выводов нагрузки инвертора 13 зависимость реактивного сопротивления параллельного контура Х от активного f, представлена на фиг. 3. Заштрихованная зона соответствует сопротивлению, превьпиающему критическое значение, т.е. значение, при котором резко уменьшается угол запирания силовых тиристоров инвертора. Инвертор в этой зоне работает неустойчиво. Из приведенной зависимости следует, что при изменении активного сопротивления нагрузки 13 инвертор не попадает в неустойчивую зону. При отсутствии элементов 14, 15 и превьпиения сопротивлением нагрузки его критического значения снижается устойчивость инвертирования, которая может привести к опрокидыванию инвертора. Таким образом, элементы 14, 15 позволяют расширить допустимые границы изменения активного сопротивления нагрузки. Границь определяются не величиной критического сопротивления, а мощностью, на которую расчитан инвертор. Повышается устойчивость инвертирования при нагрузках, близких к максимальным. Формула изобретения Автономный последовательный инвертор по авт. св. N 750684, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и устойчивости инвертирования при емкостном характере нагрузки, он снабжен дополнительными дросселем и конденсатором, подключенными параллельно цепи нагрузки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 750684, л. Н 02 М 7/515, 1980.