Последовательный автономный инвертор Советский патент 1982 года по МПК H02M7/515 

(54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР

1

Изобретение относится к устройствам преобразования постоянного тока в переменный, в частности для индукционного нагрева металлов.

Известен двухмостовый автономный инвертор, в котором нагрузка включена между вершинами мостов и к нагрузке накрест подключены два фильтровых конденсатора l.

Недостатками такого инвертора являются повьииенная установленная мощность конденсаторов, невысокая надежность из-за протекания больших разрядных токов фильтровых конденсаторов через тиристоры при срыве инвертирования.

Известен также четырехмостовый автономный инвертор без конденсаторов фильтра, в котором нагрузка включена между вершинами двух групп мостов 2j.

Недостатками его являются зависимость времени восстановления напряжения, токов через тиристоры и встречные диоды от угла регулирования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является последовательный автономный инвертор, содержащий четыре однофазных вентильных моста с коммутирующими LC-контурами

10 в диагоналях переменного тока, причем с выводом для отрицательного зажима источника питания попарно связаны катоды первого и второго, третьего и четвертого мостов, а цепь

15 нагрузки, имеющая среднюю точку, связанную с выводом для положительного зажима источника питания, подключена„между анодными зажимами первого и четвертого мостов, а общие

20 аноды указанных второго и третьего мостов подключены -к выводу для положительного зажима источника питания 13 J. Недостатком этого инвертора является необходимость выполнения среднего отвода нагрузки, что усложняет устройство и снижает его надежность. Цель изобретения - упрощение и по вышение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в последовательном автономном инверторе, содержащем четыре однофазных вентильных моста с коммутирующими LC-контурами в диагона/1ях переменного тока, катоды первого и второго и соответственно третьего и четвертого которых соединены попарно и связаны с отрицательным вход ным выводом, причем цепь нагрузки включена между анодами первого и четвертого мостов, а также входные дроссели, последние выполнены двухсекционными со средними выводами, соединенными с соответствующими входными выводами, причем аноды вто рого и третьего мостов, катоды кото рых подключены к разным концам двух секционного входного дросселя соединены соответственно с анодами четвертого и первого мостов и други двухсекционным входнь1М дросселем. На фиг. 1 представлен инвертор, схема; на фиг. 2 - то же, вариант. Схема инвертора фиг. 1 состоит, из четырех вентильных мостов, кажды из которых содержит тиристоры t - 4 встречные диоды 5-8, коммутирующи конденсатор 9 и дроссель 10. Нагруз ка 11 включена между анодами первого, четвертого мостов и выводами двухсекционного дросселя 12. Такой же дроссель 13 включен между катода двух групп мостов. Средние отводы дросселей 12 и 13 подключены к исто нику постоянного- тока. Питание инвертора на фиг. 2 осуществляется через один входной дрос сель 13 и питающие диоды 14 и 15Инвертор работает следующим образом. Вначале включаются тиристоры 1 и первого и второго мостов и начинается колебательный переразряд комму тирующих конденсаторов 9 первого и второго мостов и разряд конденсаторов 9 третьего и четвертого мостов Переразряд конденсаторов 9 первого моста и разряд конденсатора 9 треть го моста происходит по замкнутому контуру, состоящему из тиристоров 1 и 3 дросселя 10 первого моста, нагрузку 11, встречных диодов 6 и 8 и дросселя 10 третьего моста. Также протекает колебательный процесс во втором и четвертом мостах, причем ток этих мостов протекает по нагрузке 1 1 в том же направлении, что и ток первого и третьего мостов. Ток нагрузки складывается из токов всех мостов. . В следующий момент времени включаются тиристоры 1 и 3 третьего и четвертого мостов и одновременно еще проводят ток тиристоры 1 и 3 первого и второго мостов. Токи этих мостов в течение времени, определяемого углом коммутации, направлены встречно и когда они становятся равными, гаснут тиристоры и 3 первого и второго мостов и включаются их встречные диоды 5 и 7- При этом ток нагрузки течет в обратном направлении. В следующие моменты времени соответственно включаются тиристоры 2 и k первого и второго мостов, затем 2 и k третьего и четвертого мостов. При этом ход процесса в указанных интервалах времени аналогичен указанному. На этом заканчивается полный цикл работы вентилей инвертора, после чего процесс повторяется снова. В течение полного цикла работы инвертора через нагрузку протекает ток, который имеет частоту в два раза выше, чем частота тиристоров и встречных диодов. Регулирование мощности (напряжения) осуществляется от О до 100 путем сдвига фазы управляющих импульсов, подаваемых на тиристоры второго и четвертого мостов относительно тиристоров первого и третьего мостов на угол О - 180эл.град. В результате ток в нагрузке (а значит и напряжение), представляющий собой геометрическую сумму колебательных токов всех мостов изменяется от номинального- значения до нуля. Принцип действия инвертора на фиг.2 такой же, что и инвертора, изображенного на фиг. 1, но и в отличие от него параллельно нагрузке встречно включены два вентиля, общая точка которого присоединена к плюсовой шине питания, что позволяет исключить второй входной дроссель.

За счет такого включения мостов отпадает необходимость в среднем отводе нагрузки, а время восстановления тиристоров всех мостов остается постоянным во всем диапазоне регулирования. Токи, протекающие через тиристоры, встречные диоды и напряжения на них также не изменяются при регулировании и определяются лишь величиной сопротивления нагрузки. Все это позволяет упростить и значительно повысить надежность инвертора при глубоком регулировании мощности fнaпpяжeнияJ.

Формула изобретения

Последовательный автономный инвертор, содержащий четыре однофазных вентильных моста с коммутирующими 1С-контурами в диагоналях переменног тока, катоды первог; г и второго и соответственно третьего и четвертого мостов соединены noqapHo и связаны

.с отрицательным входным выводом, а аноды - с положительным входным выводом, причем цепь нагрузки включена между анодами первого и четвертого мостов, а также входные дроссели, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, входные дроссели выполнены двухсекционными со средними выводами, содиненными с соответствующими входными выводами, причем аноды второго и третьего мостов, катоды которых подключены к разным концам двухсекционного входного дросселя, соединены соответственно с анодами четвертого и первого мостов и другим двухсекционным входным дросселем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

t, Авторское свидетельство СССР № it86 39, кл. Н 02 М 5Л2, 1971.

1 f VA-xAA o

«