Автономный инвертор Советский патент 1982 года по МПК H02M7/515 

(54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР

1

Изобретение относигся к силовой пре-; образовательной технике и может быть использовано, например, в устройсгвах питания индукционных нагревательных установок и других потребителей тока повышенной частоты.

Известны инверторы, содержащие мост силовых тиристоров и мост обратных диодов, в которых коммутирующие элементы включены в диагональ переменного тока, а нагрузка - в диагональ постоянного тока Г1.

Недостатком таких устройств является возможность работы их в узком диапазоне нагрузки и частоты. Это обусловлено тем, что ток заряда коммутирующего контура является одновременно током, протекающим через нагрузку, что влияет на воостановления запирающих свойств тиристоров при изменении параметров нагрузки в процессе нагрева.

Наиболее близким по технической сущности является последовательный инрертор, содержащий два или 6ojriee вентильных моста (инвертирующие ячейки), каждый из которых содержит обратные диоды и коммутирующую LC-цепочку в диа-. гоналях переменного тока так, что индуктивность через встречно включенный

5 тиристор подключена к положительной

клемме источника питания и через встречный диод - к отрицательной клемме источника питания, а конденсатор через включ ный в прямом направлении тирис тор подключен к отрицательной клемме источшпса питания к через прямой диод к положительной клемме источника питания. Кроме того, нагрузочный трансформатор инвертора дополнительней обмоткой подключен к зажимам переменного тока обратного вентильного моста, катодная группа которых подсоединена к положительному полюсу источника питания, а анодная - к выходным клеммам ийвертора 2.

Недостатком этого устройства является возможность работы его в узком , диапазоне изменения нагрузки и частоты. Кроме того, наличие в устройстве трансформатора усложняет его. Цель изобретения - обеспечение работоспособности инвертора в расширенном диапазонеизменения нагрузки и частоты при упрощении устройства. Поставленная пель достигается тем, что в автономном инверторе, содержащем две ячейки с коммутирующей LC-цепочкой каждая, подключенной дросселем через встречно включенный тиристор к положительному входному выводу и через встречный диод - к отрицательном, а . |тсонденсатором - к отрицательному входному выводу через включенный в прямом направлении тиристор и к положительному - через прямой диод, а также соединенные с цепью нагрузки вентили, в качестве которых использованы дополнитель ныё тиристоры, первый вывод цепи нагрузки через первый дополнительный тиристор соединен с конденсатором второй ячейки и через второй встречно включенный, дополнительный тиристор - с дросселем первой ячейки, а второй вывод цепи .нагрузки через третий дополштельный тиристор подключен к конденсатору перрой ячейки и через встречно включенный четвертый дополнительный тиристор - к дросселю второй ячейки. На чертеже приведена схема инвертора. Инвертор содержит ячейки I и 2, сос тоящие из управляемых вентилей-тиристоров 3-6, дополнительных тиристоров 7-10, диодов 11-14, коммут1фующих конденсаторов 15 и 16, коммутирующих дросселей 17 и 18, фильтровой конденсатор 19, фильтровые дроссели 2О и 21 компенсирующий конденсатор 22 и нагру ку-и1щуктор 23, которые образуют нагру зочный контур. В установившемся режиме импульсы управления подаются поочередно на одновременно работающие тиристоры 3, 4, 7, 8 и 5, 6, 9, 10 инвертора, при этом на нагрузке формируются колебательные импульсы тока в обоих направлениях с частотой, определяемой частотой переклю тиристоров. При oTnjipaHim тиристоров 3 и 4 в первом такте работы инвертора происходит заряд коммутирующего конденсатора 15 по замкнутому контуру 19-3-17-15 -4-19. В это же время отпираются тиристоры 7 и 8, и происходит разряд ком мутирующего конденсатора 16 на нагрузочный контур 22 и 23 по замкнутому контуру 16-18-7-22-23-8-16. Во втором такте работы инвертора отпираются тиристоры 5, 6, 9, 10 и происходит за- ряд конденсатора 16 по контуру 19-5-18-16-6-19 и разряд конденсатора 15 на нагрузку по контуру 15-17-9-22-23-1О-15. Через диоды 11-14 осуществляется ограничение напряжения на коммути- рующих контурах 15 и 17, 16 и 18 на уровне, не превышающем напряжение на конденсаторе 19. Таким образок, в инверторе ток заряда коммутирующих контуров не зависит от параметров контура нагрузки, что обеспечивает устойчивую работу инвертора в широком диапазоне изменения нагрузки ипозволяет поднять верхнюю границу диапазона рабочих частот инвертора, Отсутствие трайсформатора упрощает инвертор. Формула изобретения АВТОНОМНЫЙ инвертор, содержащий две ячейки с коммутирующей L С-цепочкой каждая, подключенной дросселем через встречно включенный тиристор к положи- . тельному входному выводу и через встречный диод - к отрицательному, а конденсатором - к отрицательному входному выводу через включенный в прямом направлении тиристор и к положительному - через прямой диод, а также соединенные с цепью нагрузки вентили, о т л и ч а ющ и и с я- т, что, с целью обеспечения работоспособности в широком диапазоне изменения нагрузки и частоты, в качестве вентилей использованы дополнительные тиристоры,, первый вывод цепи нагрузки через первый дополнительный тиристор соединен с конденсатором второй ячейки и через второй встречно включенный дополнительный тиристор - с дросселем первой ячейки, а второй вывод цепи нагрузки через третий дополнительный тирист подключен к конденсатору первой ячейки и через встречно включенный четвертый дополнительный тиристор - к росселю второй ячейки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Тиристорные преобразователи частоты для индукционного нагрева металлов. Труды У АИ, Вып. 91, сб. 5, 1976, с. 11, рис. 2 а. S. Авторское свидетельство СССР М 424282, кл. Н 02 М 7/48, 197О.