Последовательный автономный инвертор Советский патент 1982 года по МПК H02M7/515 H02P13/18 

(З) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания для электротехнологических установок индукционного нагрева и плавки металлов, установок порошковой металлургии, магнитострйкционных преобразователей и других потребителей тока высокой частоты.

Известны последовательные мостовые инверторы с рекуперацией реактивной энергии за счет включения обратного диодного моста. Включение диодов встречно-параллельно тиристорам дает возможность избежать существенного повышения напряжения на вентилях инвертора при переменной нагруз- ке за счет возврата излишней реактивной мощности, запасаемой в коммутирующих конденсаторах и дросселях

D1- 3.

Известны также Последовательные автономные инверторы, которые содержат тиристорные мостовые ячейки с

коммутирующими конденсаторами в диагоналях мостов и цепь нагрузки, включенную последовательно с разделительным конденсатором и коммутирующим дросселем, причем включение к общей точке последних и к положительному зажиму источника питания обратного диода позволяет заетабилизировать напряжение на тиристорах не более двойной величины напряжения источника питания Ц.

Недостатком известных инверторов ,является изменение уровня напряжения на нагрузке при изменении характера и величины последней, а также при изменении частоты.

Наиболее близким к предлагаемрму последовательный инвертор содержит тиристорную мостовую ячейку, а диагональ переменного тока которой включен коммутирующий конденсатор, а диагональ постоянного тока подключена к нагрузке последовательно через разделительный конденсатор и коммутирующий дроссель, а также к источнику питания через входной дроссель, конденсатор сброса реактивной энергии, подключенный к выходам источника питания тиристор, анод которого подключен к общей точке разделительного конденсатора и коммутирующего дросселя, а катод - к положительному полюсу источника питания f. Этот инвертор обладает тем же недостатком, что и инверторы - Особенно сильно этот недостаток сказывается при работе инвертора на нагрузочный колебательный контур. Цель изобретения - стабилизация уровня напряжения на нагрузке при из менении характера и величины последней и частоты инвертора. Поставленная цель достигается тем что в постедовательном автономном инверторе в цепь управления тиристора включена обратная связь, состоящая из следующих последовательно соединенных блоков: выпрямителя, подключенного непосредственно к нагрузке, интегрирующего звена, измеритель ного моста, усилителя, генератора пи лообразного напряжения, синхронизиро ванного с генератором блока управления инвертора, компаратора, дифферен цирующего звена, формирователя импульсов и импульсного трансформатора Такое включение цепи обратной свя зи инвертора позволяет регулировать уровень сброса реактивной энергии с последовательного коммутирующего кон тура в зависимости от напряжения на меняющейся нагрузке и тем самым стабилизировать его. На чертеже представлена принципиальная схема силовой части последовательного автономного инвертора со структурной схемой цепи обратной свя зи, выполненного на базе мостовой инвертирующей, ячейки с нагрузкой, включенной в цепь конденсатора фильт ра. Последовательный автономный инвер тор содержит.тиристорную мостовую ячейку, состоящую из тиристоров 1 в диагональ переменного тока которой включен конденсатор 5. 8 диагональ постоянного тока ячейки включена последовательная цепь, состоящая из разделительного конденсатора 6, коммутирующего дросселя 7 и нагрузки 8. Аноды тиристоров 1 и 2 последователь но с фильтровым дросселем 9 подключе ны к положительному зажиму источника итания, а отрицательный зажим подключен к катодной группе тиристоров и . Параллельно источнику подклюен конденсатор 10 сброса реактивной нергии. Общая точка разделительного онденсатора 6 и коммутирующего дроселя 7 соединена с анодом тиристора 11, катод которого подключен к полоительному выходу источника питания. цепь управления упомянутого выше иристора включена обратная связь, остоящая из следующих последователь о соединенных блоков: однофазного ыпрямителя 12, подключенного непоредственно к нагрузке, интегрируюего звена 13-, измерительного моста 1, усилителя 15, генератора 16 пилообразного напряжения, синхронизированного с генератором частоты блока управления инвертора, компаратора 17, дифференцирующего звена 18, формирователя 19 импульсов и импульсного трансформатора 20. Устройство работает следующим образом. При номинальной нагрузке выходное напряжение преобразуется выпрямителем 12 и сглаживается интегрирующим звеном 13. Измерительный мост 1 сравнивает преобразованное напряжение с задающим напряжением U. Результирующее напряжение после усилителя 15 поступает на генератор 16 пилообразного напряжения, синхронизованный с генератором частоты блока управления инвертора (напряжение синхронизации и,;). В момент равенства пилообразного и постоянного напряжений компаратор 17 формирует выходной сигнал. Выходной сигнал компаратора, преобразованный Sиффepeнциpyющим звеном 18, идет на формирователь 19 импульсов, который формирует импулы сы напряжения требуемой формы и дли-, тельности. Через импульсный трансформатор импульсы подаются в управляющую цепь тиристора 11. Изменение напряжения на нагрузке 8 вызывает изменение уровня выходного постоянного напряжения усилителя. При этом происходит изменение величины угла регулирования тиристора сС, При увеличении напряжения на нагрузке повышается уровень выходного напряжения усилителя, что ведет к уменьшению задержки включения тиристора, т.е. угла об . Тем самым напряжение на нагрузке снижается до прежнего уровня. Стабилизация выходного напряжёния при его снижении происходит в обратном порядке. Кроме указанного выше положительного эффекта схема инвертора имеет более жесткую внешнюю характеристику что приближает ее по своим свойствам к схемам параллельных автономных инверторов. Формула изобретения Последовательный автономный инвертор, содержащий мостовую тиристор ную ячейку, в диагональ переменного тока кото|5ой включен коммутирующий конденсатор, а диагональ постоянного Тока подключена к нагрузке последовательно через разделительный конденсатор и коммутирующий дроссель ;а также к источнику питания через входной дроссель, конденсатор сброса реактивной энергии подключенный к источнику питания, и тиристор, анод которого подключен к общей точке раз делительного конденсатора и коммутирующего дросселя, а катод - к положительному полюсу источника питания, а также блок управления с задающим генератором, отличающийся тем, что, с целью стабилизации напря жения на нагрузке при изменении характера и величины последней и частоты инвертора, в цепь управления упомянутого тиристора включена обратная связь,состоящая из следующих последовательно соединенных блоков: выпрямителя, подключенного непосредственно к нагрузке, интегрирующего звена, измерительного моста, усилителя, генератора пилообразного напряжения, синхронизированного с генератором частоты блока управления инвертора, компаратора, дифференцирующего звена формирователя импульсов и импульсного трансформатора. Источники информации, принятые во внимание,при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 30093, кл. Н 02 М 5Д2, 1968, 2.Авторское свидетельство СССР )Р 641608, кл. Н 02 М 7/515, 1977. 3.Кацнельсон С. М, Тиристорный инвертор со встречно-параллельными диодами и удвоением частоты. Электричество, 1971, If 1. k. Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 02 М 7/515, 197. 5. Авторское свидетельство СССР № 813630, кл. Н 02 М 7/515, 1980,

п

X