Автономный инвертор Советский патент 1982 года по МПК H02M7/515 

ком является малая величина обратного напряжения на прямом вентиле в период его восстановления, что ухудшает частотные свойства.

Цель изобретения - улучшение частотных свойств и упрощение.

Поставленная цель достигается тем, .что в автономном инверторе, содержащем включенные астречно-параллельно прямой и обратный вентили, трансформатор, первичная обмотка которого включена последовательно с обратным вентилем, а вторичная обмотка через вьшрямитель связана с управляющим переходом лря- мого вентиля, вторичная обмотка трансформатора через выпрямитель связана с источником постоянного тока, причем источник постоянного тока и управляющий переход прямого вентиля включены в цепь вторичной обмотки трансформатора последовательно.

Кроме того, в схему могут быть введены второй трансформатор-и второй выпрямитель, причем первичная обмотка второго трансформатора включена последовательно в цепь вторичной обмотки первого трансформатора, а вторичная обмотка через второй выпрямитель подключена к источнику постоянного тока.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы работы; а ток через вентильную ячейку ia, б - напряжение, на прямом венти ле и, в - напряжение на обмотке трансформатора , г - ток выпрямителя 1б(п(р / проходящий через управляющий переход тиристора; на фиг. 3 - варианты схемного решения устройства.

Вентильная ячейка 1 преобразователя частоты, состоящего из источника постоянного тока 2 ц автономного инвертора 3, содержит прямой вентиль 4, параллельно которому включена цепочка из последовательно соединенньдх обратного вентиля 5 и трансформатора 6, вторичная обмотка которого через выпрямитель 7 и управляющий переход прямого вентиля 4, включенный в обратном направлении, связан с конденсатором 8 фильтра на выходе источника постоянного тока.. В состав инвертора также входят дроссели 9 и 10, конденсатор 11 и нагрузка 12.

Инвертор работает следующим образом.

При поступлении управляющего импульса на вентиль 4 последний отпирается и проводит синусоидальную полуволну тока перезаряда конденсатора 11 (фиг. 2а). В момент времени tfнаправление тока через вентильную ячейку изменяется, и начинает проводить трк обратный вентиль 5. Направление на первичной обмотке трансформатора резко возрастает до величины, равной Оад , где Uct - напряжение источника постоянного тока; k - коэффициент трансформации. После этого открываются диоды Ыпрямителя 7, и .напряжение на обмотках тг ансформатора

0 фиксируется на постоянном уровне, определяемом напряжением на конденсаторе 8. При этом происходит рекуперация части энергии колебательного контура инвертора в фильтрую5 1ДИЙ конденсатор. После прекращения тока через обратный вентиль с момента tj до, момента tj происходит размагничивание сердечника трансформатора, при этом напряжение на обмотках трансформатора (фиг. 2в) меняет, знак. Во вторичной обмотке трансформатора продолжает протекать ток, который после выпрямления смещает управляющий переход прямого вентиля в обратном направлении, увеличивая тем самым его блокирующую способность.

Таким образом, в данной схеме восстановление управляемости прямого вентиля происходит при повышенном уровне обратного напряжения, прикладываемого в течение всего интервала работы обратного вентиля t., - t2 при одновременной подаче обратного тока в управляющий переход.

При подаче прямого импульса управления диоды выпрямителя смещены в обратном направлении напряжением на конденсаторе 8 и не щунти0 руют сигнал.

Улучшение частотных свойств,т.е. сокращение времени восстановления, повышение стойкости к повышенной

скорости нарастания прямого напряжения на вентиле достигается за счет комбинированного выключения (одновременной подачей обратного напряжения и обратного тока управления) и за счет протекания обратного тока

управления после приложения прямого напряжения (фиг.2 с интервалtj-t)

Следует отметить, что при исп6л.ьзовании в качестве прямых вентилей тиристоров целесообразно задавать величину обратного напряжения, исходя ,из паспортных зависимостей времени восстановления от величины обратного напряжения. При этом для высокочастотных тиристоров оптимальным с этой точки зрения является напряжение порядка от одного до нескольких десятков вольт, выше которого время восстановления либо сокращается незначительно, либо даже увеличивается. Оптимальная с даже увеличивается. Оптимальная с точки зрения частотных свойств величина обратного напряжения на вентиле в данном устройстве легко обеспечивается соответствующим выбором коэффициента трансформации, В случае использования предложенной вентильной ячейки в других схемах автономных инверторов может возникнуть необходимости в электри ческой развязке цепей управления . вентилей от цепи фильтрующего конденсатора, что может быть достигну то либо путем применения оптронов, либо за счет схемных решений (фиг. 2а, б, в), Б которых использ ван еще один дополнительный транс форматор 13 и выпрямитель 14, Использование предложенной вентильной ячейки в схемах высокочастотных преобразователей позволяет повысить предельную частоту их работы по меньшей мере в 1,5-2 раза а при работе на заданной частоте повысить надежность работы. Формула изобретения . 1. Автономный инвертор,- содержащий включенные встречно-параллельно прямой и обратный вентили, трансфор матор, первичная обмотка которого включена последовательно с обратным 026 вентилем, а вторичная обмотка через выпрямитель связана с управляющим переходом прямого вентиля, отличающийся тем, что, с целью улучшения частотных свойств и упрощения, вторичная обмотка трансформатора через выпрямитель связана с входными выводами постоянного тока, причем источник постоянного тока и управляющий переход прямого вентиля включены в цепь вторичной обмотки трансформатора последовательно. 2. Инвертор по п. 1, отличающий с я тем, что в него введены второй трансформатор и Btoрой выпрямитель, причем первичная обмотка второго трансформатора включена последовательно в цепь вторичной обмот,ки первого трансформатора, а вторичная обмотка через второй выпрямитель подключена к источнику постоянного тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Справочник по преобразовательной технике. Под ред.И.М.Чиженко, К. Техника, 1973, с.123-128. 2.Заявка Франции 2296959, кл. Н 02 М 7/505, Н 05 В 9/00, опублик. 03.09.76. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2897887,24-07, кл. Н 02 М 1/OOJ 21.03.80.