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

I

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано, например, для электротехнологических и ультразвуковых установок.

В основном авт.св. 750685 описан инвертор, содержащий два тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока и включенными последовательно с каждым тиристором коммутирующими дросселями, причем выводы постоянно- го тока мостов связаны с входными выводами через фильтровые дроссели с отпайками, две последовательные цепочки, включенные первая между первым выходным выводом и анодной группой первого моста, а вторая - между первым выходным выводом и катодной группой второго моста, и состоящие каждая из вспомогательного коммутирующего дросселя с отпайкой и вспомогательного фильтрового конденсатора, к точкам соединения которых подключены одни электроды вспомогательных вентилей, причем отпайка вспомогательного коммутирующего дросселя первой цепочки подключена через один встречный вентиль к анодной группе первого моста, а отпайка вспомогательного коммутирующего дросселя второй цепочки через другой встречный вентиль - к катодной группе второго моста, два фильтровых конденсатора, вклю

to ченные между вторым выходным выводом И соответственно катодной группой первого и анодной группой второго мостов, причем указанные группы связаны с первым выходным выводом чеISрез цепочки, состоящие каждая из . вентиля и дросселя сброса,ограничительные дроссели, подключенные к входным выводам, дополнительный конденсатор, соединяющий отпайки фильтровых

20 дросселей, и два дополнительных вентиля, включенных каждый между вторым выходным выводом и отпайкой соответствующего фильтрового дросселя, к которой подключен другой электрод соответствующего вспомогательного вентиля П. Недостатком известного инвертора является то, что с возрастанием мощности увеличивается относительная доля индуктивности, не охваченной цепями рекуперации, по отношению к индуктивности коммутирующего контура, охваченной Цепями рекуперации,, так как с ростом мощности абсолютная величина коммутирующей индуктйвност;и падает, а длина соединительных приводов а следовательно и их индуктивность растет. Это приводит к тому, что стабилизирующая способность этой рекуперации падает, в напряжение ни вентиля возрастает, что снижает надежность ра боты инвертора. Целью изобретения является повы/шение надежности. Для достижения поставленной цели предлагаемый инвертор снабжен двумя дополнительными идентичными тиристор .ными мостами, четырьмя встречными вен тилями, двумя дополнительными последовательными цепочками и двумя дополнительными фильтровыми дросселями, первый конец каждого из которых подключен к отпайке соответствующего фильтрового дросселя, а второй конец к соответствующей группе одного из дополнительных мостов и через дополнительную последовательную цепочку, состоящую из конденсатора и дросселя выполненного с отпайкой - к первому выходному выводу, причем отпайка дро селя.каждой дополнительной цепочки подключена через первый.из дополнител ных встречных вентилей и второму кон цу соответствующего дополнительного фильтрового дросселя, первый конец которого через второй из дополнитель ных встречных вентилей соединен с об щей точкой конденсатора и дросселя этой же цепочки, а другие группы дополнительных мостов соединены с одно именными группами соответствующих ос новных мостов. Схема инвертора представлена на чертеже. VlHBepTop содержит четыре моста на тиристорах 1-16 с коммутирующими конденсаторами 17-20 и включенными п следовательно с каждым тиристором коммутирующими дросселями 21-36, при чем выводы поястоянного тока мостов связаны с входными выводами плюс и минус через обмотКи фильтрового 5 . . 4 дросселя и обмотки дополнительного фильтрового дросселя 3, , две Последовательные вспомогательные цепочки, состоящие из вспомогательных коммутирующих дросселей kS, (6 и вспомогательных фильтровых конденсаторов , встречные вентили tS, 50, вспомогательные вентили 51, 52, фильтровые конденсаторы 53, , вентили 55,56,дроссели сброса 57,58,ограничительный конденсатор 59,дополнительные вентили 60,61 ,две дополнительные последовательные цепочки,состоящие из дросселей 62,63 и конденсаторов 6,65) дополнительные встречные вентили 66б9, нагрузка 70. В установившемся режиме схема работает следующим образом. Будем считать первым тактом или полупериодом выходной частоты, когда включаются тиристоры 1, и 6,7, ток протекает по цепям 17-4-2t-5 70-63 -66 -г21 -1 -17 и 18 -7 -27 -5А -/D - -it5 t9-26-6-l8 пока потенциалы отпа коммутирующих дросселей 5 и 63 будут превышать напряжения конденсаторов itj, 6k и вентили , 66 будут открыты, затем они выключаются и ток будет протекать по цепям -63-6 -21 -1 -17 и 18 - 7 - 27 - 5i - 70 - - - 26 - 6 - 18. Во второй половине такта, когда напряжение на дросселях Ц и 63 меняет полярность, а по величине превышает напряжение фильтрового конденсатора 59, заряженного до напряжения питания, открываются вентили 51 ,61 и б9. Ток по вышеуказанным цепям обрывается, и перезаряд коммутирующих конденсаторов 17, 18 прекращается, и начинает протекать ток рекуперации энергии с коммутирующих дросселей по цепям 45-51-59-б1-70- 5 и 63 -69 -59 -51 -70 -63. Во втором такте или когда в нагрузке формируется напряжение .обратной полярности, отпираются тиристоры 9, 12 и 14, 15, ток протекает по цепям 19-12-32-67-62-70-53 -29-9-19 и 20 -15-35-50-it6-70-53-3t-1 -20 пока потенциалы отпаек дросселей 46, 62 будут превышать напряжения конденсаторов 8,5 и вентили 50,67 будут открыты, затем они выключаются и ток будет протекать по цепям 19-1232-65-62-70-53 29-9-19 и 20-15-35-i 8-it6-70-53-3t-H-20. Во второй половине такта, когда/ напряжение на дросселях 46,58 изменит полярность, 5 а no величине превысит напряжение на фильтровом конденсаторе 59, который заряжен до напряжения питания, от кроются вентили 52 . 60 и 68.Аналогич но первому такту произойдет переключеуие тока коммутирующего контура в цепи рекуперации U6-70-60-59-52-46 и 62-70-60-59-68-52. Аналогичные процессы происходят и в третьем и четвертом тактах работы инвертора при отпирании вентилей 2,3,5,8 и 10,11, 13 16 соответственно. При этом в нагрузке формируются два периода выходной частоты. В случае если нагрузка имеет высокое эквивалентное сопротивление и напряжение на ней пр вышает по величине половину питающего, до которого заряжены конденсаторы 53, 5,то отпираются, вентили сброса 55, 5б, возвращающие электромагнитную энергию, из нагрузки в источник питания. Задержка протекания тока сброса с нагрузки, а следовател но и уровень напряжения на ней регулируется от половины питающего напряжения и выше изменением параметров дросселей сброса 57,58. Для устранения возможных перекосов напряжрн ф на коммутирующих конденсаторах 17-20 их выводы объединяются как показано на чертеже пунктиром. Формула изобретения Автономный последовательный ин- вертор по авт.св. № 750G85, о т л и5чающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен двумя дополнительными идентичными тиристорными мостами, четырьмя дополнительными встречными вентилями, двумя дополнительными последовательными цепочками и двумя дополнительными фильтровыми дросселями, первый конец каждого из которых подключен к отпайке соответствующего фильтрового дросселя, а второй конец - к соответствующей группе одного из дополнительных мостов и через дополнительную последовательную цепочку, состоящую из конденсатора и дросселя, выполненного с отпайкой - к первому выходному выводу, причем отпайка дросселя каждой дополнительной цепочки подключена через первый из дополнительных встречных вентилей к второму концу соответствующего дополнительного фильтрового дросселя, первый конец которого ерез второй из дополнительных встречных вентилей соединен с общей точкой конденсатора и дросселя этой же цепочки, а другие группы дополнительных мостов соединены с одноименными группами соответствующих основных мотетов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 750685, кл. Н 02 М 7/515, 1978.