Статический преобразователь постоянного напряжения в переменное Советский патент 1983 года по МПК H02M7/515 

.(54) СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ

Изобретение относится к преобраэрвательной технике и может найти . применение в установках для индукционного нагрева и плавки металлов.

Известен статический преобразова тель постоянного напряжения в переменное, содержащий блок управления источник питания и автономный инвертор, состоящий из тиристорного моста с коммутирующим конденсатором в диагонали, связанного с входными выводами через последовательно соединенные входной дроссель и первичную обмотку вспомогательного вольтодоба- вочного трансформатора, общая точка которых связана с выходными выводами через разделительный конденсатор, а вторичная обмотка указанного трансформатора связана с выходными выводами через разделительный конденсатор и обратный диод С1 ОНедостатком данного статического преобразователя является повышенный уровень напряжения на элементах схемы, что вызывает ограничение нагрузочного диапазона работы преобразователя. Объясняется это тем, что сброс излишней энергии зависит от вида нагрузки (активная, активно5 индуктивная или емкостная).

Известен также статический преобразователь постоянного напряжения в переменное, состоящий из блока управления, источника питания и

10 довательного автономного инвертора содержащего две мостовые инвертирующие ячейки с коммутирующими LC-контурами в диагоналях, присоединенные к выводам источника питания через,

IS дроссели фильтра, имеющие отпайки, кoндeнca тopы фильтра, подключенные одними обкладками к выводам постоянного тока указанных ячеек, а другими обкладками - к выходным выводам

20 инвертора, с которыми соединены выводы переменного тока обратного вентильного моста, при этом аноды опорной группы и катоды катодной группы 39 обратного моста подключены к отпайкам дросселей фильтра Си Однако указанный преобразователь имеет низкий уровень напряжения на нагрузке. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является статический преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий блок управления, источник питания и последовательный автономный инвертор, состоящий из двух мостовых ячеек с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока, подключенных к выводам источни ка питания через дроссели фильтра, причем конденсаторы фильтра подключены через первичные обмотки коммутирующих дросселей параллельно указанным ячейкам и выходным выводам, образованным катодными группами этих ячеек, при этом каждая вторичная обмотка указанного коммутирующего дрос селя через отсекающие диоды подключена к обмоткам фильтрового конденсатора противофазной ячейки С3 J. Недостатком известного статическо го преобразователя является высокий уровень напряжения на элементах схем при его работе на активно-индуктивну нагрузку, что вграничивает нагрузочный диапазон работы преобразователя. Это вызвано тем, что в нагрузочной ветви появляется дополнительная индуктивность , с которой, в отличии от коммутирующей,не сбрасывается из лишняя энергия, вызывающая увеличение напряжения на элементах схемы, что может привести к выходу их из строя. Цель изобретения - расширение нагрузочного диапазона и ограничение напряжения на нагрузке. Поставленная цель достигается тем что в статический преобразователь по стоянного напряжения в переменное. содержащий блок управления, источник питания и последовательный автономны инвертор, состоящий из двух мостовых ячеек с коммутирукяцими конден аторам в диагоналях переменного тока, подключенныг к выводам источника питани через дрлссели фильтра, причем конденсаторы фильтра подключены через первичные обмотки коммутирующих дрос селей параллельно указанным ячейкам и выходным выводам, образованным катодными группами этих ячеек, при этом каждая вторичная обмотка указан 4 ного коммутирующего дросселя через тсекающие диоды подключена к обкладкам фильтрового конденсатора противофазной ячейки, введены дополнительые тиристоры, подключенные каждый араллельно последовательной цепочке з конденсатора фильтра и выходных ыводов и датчик напряжения, вклюенный параллельно выходным.выводам диагонали переменного тока вентилього моста, диагональ постоянного ока которого зашунтирована резисором и подключена через последоваельную цепочку и стабилитрона и окоограничивающего резистора к блоу управления дополнительными тирисорами . На чертеже приведена принципиальая электрическая схема статического реобразователя. Статический преобразователь постоянного напряжения в переменное содержит блок 1 управления, источник 2 питания и последовательный автономный инвертор, состоящий из двух мостовых ячеек 3 и , тиристоры (ячейки 3) и тиристоры - (ячейки ) с коммутирующими конденсаторами 13 и 1 в диагоналях переменного тока, подключенных к выводам источника 2 питания через дроссели фильтра. Конденсатор 19 и 20 фильтра подключены через первичные обмотки 21 и 22 коммутирующих дросселей 23 и 2k параллельно указанным ячейкам 3, к выходным выводам 25 образованным катодными группами 7, 8 и 11, 12 ячеек 3 и 4. Каждая вторичная обмотка 26 и 27 указанного коммутирующего дросселя 23 (2) через отсекающие диоды 28 и 29 подключена к обкладкам фильтровогс конденсатора 20 .и 19 противофазной ячейки 3 и 4. Дополнительные тиристоры 3Q и 31 подключены каждый параллельно последовательной цепочке из конденсатора фильтра 19,20 и выходных выводов 25. Датчик 32 напряжения подключен параллельно выходным выводам 25 к диагонали переменного Toiica вентильного моста 33 и диодам диагональ постоянного которого зашунтирована резистором 38 и подключена через последовательную цепочку из стабилитрона 39 и токоограничивающего резистора 40 к блоку управления дополнительными тиристорами 30 и 31. Статический преобразователь постоянного напряжения в переменное работает следующим образом. В исходном состоянии конденсаторы фильтра 19 и 20 заряжены до напряжения источника 2 через дроссели 15 18 фильтра и первичнью обмотки 21 и 22 коммутирующих дросселей 23 и 2 а конденсаторы 13 и имеют полярность напряжения, указанную на чертеже. При включении тиристоров 5 и 7 коммутирующий конденсатор 13 начинает перезаряжаться через первичную обмотку 21 коммутирующего дросселя 23 и нагрузку 25. При этом напряжени на первичной 21 и вторичной 26 обмотках коммутирующего дросселя 28 имеет полярность, указанную на чертеже. При включении тиристоров 5 и 7 коммутирующий конденсатор 18 начинает перезаряжаться через первичную обмотку 21 коммутирующего дросселя 23 и нагрузку 25. При этом напряжение на первичной 21 и вторичной 26 обмотках коммутирующего дросселя 28 имеет полярность, указанную на черте же. При переходе токи тиристоров 5 и 7 через максимальное значение полярность напряжения на указанных обмотках 21 и 28 меняется на противо положную. Как только напряжение на обмотке 26 станет выше напряжения фильтрового конденсатора 20, вклюмается диод 28, сбрасывая излишнюю реайтивную энергию с коммутирующего дросселя 23 на фильтровый конденсатор 20. Ток тиристоров 5 и 7 при это Иадает и они выключаются. Аналогично протекают процессы и пои включении очередных тиристоров 9 и 11, а затем при включении тирисjopoB 6, 8 и далее - 10 и 12. Таким образом за время работы все тиристоров на нагрузке получаем два периода синусоидального напряжения. Это напряжение контролируется датчиком 32 напряжения, которое выпрямляется вентильным мостом 33 и поступае на резистор ЗВ. Как только напряжение на нагрузке 25 (а значит и на резисторе 38) пре высит заданное значение, открывается стабилитрон 39, запуская блок управления дополнительными тиристора ми 30 и 31. При этом происходит сбро ,излишней энергии не только с коммутирующих дросселей 23, 2, но и с индуктивной составляющей нагрузки 25 на фильтровые конденсаторы 19 и 20, чем ограничивается рост напряжения и на элементах схемы, и на нагрузке 25. Таким образом при введении дополнительных тиристоров 30 и 31 можно, во-первых, ограничивать напряжение на нагрузке 25 до заданного значения, а, во-вторых, расширить нагрузочный диапазон работы преобразователя (обеспечить работу при более высокой добротности нагрузочного контура) , так как будет обеспечен сброс с индуктивной составляющей нагрузки 25. Формула изобретения Статический преобразователь ГЮ7 стоянного напряжения в пере юнное, содержащий блок управления, источник питания и последовательный автономный инвертор, состоящий из двух мостовых ячеек с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока, подключенных к выводам источ-, ника питания через дроссели фильтра, причем конденсаторы фильтра подключены через первичные обмотки коммутирующих дросселей параллельно указанным ячейкам и выходным выводам, образованным катодными группами этих ячеек, при этом каждая вторичная обмотка указанного коммутирующего дросселя через отсекающие диоды POAKJW)чена к обкладкам фильтрового конденсатора противофазной ячейки, отличающийся тем, что, С целью расширения нагрузочного диапазона и ограничения напряжения на нагрузке, в схему введены дополнительные тиристоры, подключенные каждый параллельно последовательной цепочке из конденсатора, фильтра и выходных выводов, и датчик напряжения, включенный параллельно выходным выводам и диагонали переменного тока вентильного моста, диагональ постоянного тока которого зашунтирована резистором и подключена через последовательную цепочку из стабилитрона и токоограничивающего резистора к блоку управления дополнительными тиристорами.

Источники информации,2. Авторское свидетельство СССР

принятые во внимание при экспертизе № 601790i кл, Н 02 М 7/515, 19731. Авторское свидетельство СССР 3- Авторское свидетельство СССР N 587578, кл. Н 02 М 7/515, 1975- N- 59932 4, кл. Н 02 М 7/516, 1976.