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

(54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР

изобретение относится к преобразовательной технике и может найти широкое применение при индукционной закалке сталь ных деталей. Известен последовательный автономный инвертор, содержащий подключенные к выходным выводам через фильтровые дроссели две группы соединенных попарно-последовательно через коммутирующие дроссели тиристорных мостов с коммутирующими конденсаторами в диагоналях и подключенную паралльно мостам последовательную цепочку из фильтрового конденсатора и выходных выводов, причем каждый коммутирующий дроссель одним концом связан через .дополнительный диод с соответствующим фильтровым дросселем, а другим концом соединен с одним электродом вспомогательного диода, при этом дополнительный фильтровый конденсатор включен последовательно с выходными выводами, соединенными с соответствующими другими электродами вспомогательных диодов 1 . Недостатками данного инвертора являются, во-первых, заниженный КПД, вызванный наличием постоянной составляющей тока в нагрузке и,во-вторых, невозможность его работы в режимах, близких к холостому ходу. Известен также последовательный автономный инвертор, содержащий подключенный через дроссели фильтра к входным зажимам вентильный мост с узлом коммутации, подключаемую параллельно мосту последовательную цепь из нагрузки и двух разделительных конденсаторов, а также двух диодов, каждый из которых подключен между общей точкой нагрузки и разделительного конденсатора и между зажимом другого разделительного конденсатора 2. Недостаток - заниженный КПД, вызванный наличием постоянной составляющей тока в нагрузке. Из известных инверторов наиболее близким к предлагаемому является последовательный автономный инвертор, содержащий два тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналях и подключенную параллельно каждому мосту через первичную обмотку коммутирующего дросселя последовательную цепь из наГрузки и двух разделительных конделсаторов, соответствующие обкладки которых связаны через фильтровые дроссели с входными выводами, а каждая цепь сброса содержит сбрасывающий диод и последовательно с ним соединенную вторичную обмотку коммутирующего дросселя, один вывод которой подключен к соответствующей обкладке разделительного конденсатора, а другой к выводам первичной обмотки выходного трансформатора, при этом последовательно соединенные разделительный конденсатор и часть первичной обмотки коммутирующего дросселя защунтированы диодом, а соответствующие выводы первичной обмотки выходного трансформатора через тиристоры связаны с отводами фильтровых дросселей, причем каждое плечо моста образовано тиристором и последовательно с ним соединенным дросселем 3. Имеется целый ряд нагрузок, подключение которых к источнику питания необходимо производить через выходной трансформатор. Такими нагрузками являются, например, индукторы для закалки металла. При Использовании в качестве источников питания упомянутых нагрузок данного последовательного автономного инвертора, будут иметь место дополнительные потери в выходном трансформаторе из-за наличия постоянной составляющей тока, что сни.жает КПД инвертора. Кроме того, к его недостаткам-следует отнести повьгщенные массогабаритные показатели и сложность схемы. Цель изобретения - повыщение КПД инвертора с выходным трансформатором. Поставленная цель достигается тем, что в последовательный автономный инвертор, содержащий два тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналях и подключенную параллельно каждому мосту через первичную обмотку коммутирующего дросселя последовательную цепь из выходных выводов и двух разделительных конденсаторов, соответствующие обкладки которых соединены через фильтровые дроссели с входными выводами, а также две цепи сброса, состоящие каждая из сбрасывающего диода и последовательно с ним соединенной вторичной обмотки коммутирующего дросселя, подключенной к соответствующей обкладке разделительного конденсатора, при использовании выходного трансформатора, последний снабжен вспомогательной обмоткой, включенной в цепь сброса каждого из мостов, подключенную параллельно соответствующему разделительному конденсатору, причем каждая вспомогательная обмотка соединена с основной первичной обмоткой трансформатора одноименными концами, а число ее витков вдвое меньще числа витков основной первичной обмотки. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема инвертора. Последовательный автономный инвертор содержит два тиристорных моста 1 и 2 (тиристоры 3-6 моста и тиристоры 7- 10 моста 2) с коммутирующими конденсаторами 11 и 12 в диагоналях и подключенную параллельно каждому мосту 1 и 2 через первичную обмотку 13 (14) коммутирующего дросселя (15(16) последовательную цепь из нагрузки 17 и двух разделительных конденсаторов 18 и 19, соответствующие обкладки которых связаны через фильтровые дроссели 20 и 21 с входными выводами 22, а каждая цепь сброса содержит сбрасывающий диод 23(24) и последовательно с ним соединенную вторичную обмотку 25(26) коммутирующего дросселя 15(16), один вывод которой подключен к соответствующей обкладке разделительного конденсатора 18(19), причем в цепь сброса каждого из мостов 1 и 2 включена дополнительно вспомогательная обмотка 27(28) выходного трансформатора 29, число витков которой вдвое меньще числа витков основной первичной обмотки 30 трансформатора 29, при этом начало одной вспомогательной обмотки 27 соединено с началом основной обмотки 30, а конец другой вспомогательной обмотки 28 - с концом основной обмотки 30. Последовательный автономный инвертор в квазиустановивщемся режиме работает следующим образом. Пусть разделительные конденсаторы 18 и 19 нормально заряжены до половинного напряжения источника 22 питания через фильтровые дроссели 20 и 21 и первичную обмотку 30 выходного трансформатора 29 и пусть коммутирующие конденсаторы 11 и 12 имеют полярность напряжения, указанную на чертеже. При подаче импульсов управления на тиристоры 3 и 5 моста 1 коммутирующий конденсатор 11 начинает колебательно перезаряжаться через первичную обмотку 13 коммутирующего, дросселя 15 и первичную обмотку 30 выходного трансформатора 29, при этом полярность напряженля на обмотках 13 и 25 коммутирующего дросселя 15 такова, что сбрасывающий диод 28 закрыт. При прохождении тока тиристоров 3 и 5 через максимальное значение, полярность напряжения на обмотках 13 и 25 коммутирующего дросселя 15 меняется на противоположную и как только сумма напряжений на обмотках 25 и 27 станет выще напряжения разделительного конденсатора 18, включается диЪд 23, сбрасывая излишнюю реактивную энергию с коммутирующего дросселя 15 на конденсатор 18. При этом ток тиристоров 3 и 5 резко падает до нуля, благодаря чему снижается амплитуда напряжения перезаряда коммутирующего конденса