Однофазный инвертор Советский патент 1983 года по МПК H02M7/515 

(5) ОДНОФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР

1. ...

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в злектро- и радиотехнических установках различного назначения.

Известны инверторы на управляемых вентилях, содержащие коммутирующую емкость, насыщающиеся реакторы, включенные последовательно в анодные цепи вентилей, и демпфирующие цепочки СП.

Наиболее близким к предлагаемому является одйофазный инвертор,,содержащий трансформатор, первичная обмотка которого выполнена секционной и подключена средним выводом к положительному входному выводу, а концы к отсекающим диодам, последовательно с каждым из которых включен тиристор, причем катоды последних объединены и через дроссель подключены к отрицательному входному выводу, связанному через диоды с точкой соединения секций указанной первичНОЙ обмотки трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к выходным выводам, а между точками соединения диодов с тиристорами включен коммутирующий конденсатор и дополнительная обмотка трансформатора С 2 .

Размещение дополнительной вторичной обмотки на общей магнитной системе основного трансформатора эф10фективно только для ускорения отпирания тиристоров в период заряда коммутирующего конденсатора, но отрицательно сказывается на обратном процессе запирания тиристоров в пе15риод его разряда. Это вызвано тем, что дополнительная обмотка шунтирует конденсатор в момент разряда на тиристоры и в резул1(Тате этого значительно снижается напряжение за20пирания тиристоров на нем, что не обеспечивает надежную работу инвертора, особенно при максимальных нагрузках. 3 „ Влияние подмагничивающеи составляющей постоянного тока и магнитного потока от тока разряда конденсатора и дросселя на магнитный поток сердечника трансформатора вызывает магнитное перенасыщение его системы нелинейными магнитными процессами. Это в свою очередь значительно снижа ет частоту и искажает форму кривой выходного напряжения, а также значительно усложняет устройство в целом. Цель изобретения - упрощение и улучшение формы выходного напряжения Для достижения поставленной цели винверторе, содержащем основной трансформатор, средний вывод первичной обмотки которого подключен к положительному входному выводу, концы указанной обмотки через тиристоры к отрицательному входному выводу, а вторичная обмотка соединена с выходными выводами, причем между анодами тиристоров включена трансформаторная обмотка, связанная с коммутирующим конденсатором, в качестве трансформаторной обмотки использована пер вичная обмотка введенного дополни тельного трансформатора, полуобмотки которой включены согласно последовательно и соединены общей точкой через коммутирующий конденсатор с отрицательным входным выводом, а вторичная обмотка включена согласно-пос ледовательно с вторичной обмоткой ос новного трансформа-тора. На фиг. 1 изображена принципиальная схема инвертора; на фиг. 2 - вре менные диаграммы работы схемы. Однофазный инвертор имеет основной трансформатор 1, на сердечнике которого размещена вторичная обмотка 2 и первичная обмотка 3 которая выполнена секционной и средним выводом подключена к положительному входному выводу, а концами - к тиристорам 4 и 5,катоды которых объединены и подключены к отрицательному входному выводу. Причем цепи управления по фазе тиристора А и 5 сдвинуты на 180°(не показано ). В точки подключения тиристоров 4 и 5 включен дополнительный трансформатор 6 с вторичной обмоткой 7 и первичной обмоткой, состоящей из двух полуобмоток 8 и 9. подключенных общей точкой через коммутирующий конденсатор 10 к отрицательному входному выводу. ВтоЦлричная обмотка 2 основного трансформатора 1 и вторичная обмотка 7 дополнительного трансформатора 6 между собой включены согласно - последовательно, а сердечники упомянутых трансформаторов могут быть изготовлены, например, из ферритовых стержней. Однофазный инвертор работает следующим образом. При подаче напряжения к среднему положительному входному выводу первичной обмотки 3 основного трансформатора 1 (фиг. 1) импульс тока проходит через левую секцию первичной обмотки 3 трансформатора 1 и левую секцию 8 трансформатора 6 и к вы воду коммутирующего конденсатора 10. В первоначальный момент прохождения импульса тока происходит насыщение магнитной системы трансформатора 6. На фиг. 2 на кривой 11 показан одиночный прложитель |й импульс с передним пологим фронтом и с задним прямолинейным фронтом по вертикали, что означает окончание насыщения сердечника трансформатора 6. После этого происходит повышение потенциала на конденсаторе 10 (фиг.2, кривая 12) и одновременно открывается тиристор , который на все время полупериода заряда и разряда коммутирующего конденсатора 10 остается открытым и только когда на конденсаторе 10 потенциал сравняется С потенциалом левой полуобмотки 8, в нулевом значении, тиристор k скачкообразно закрывается и открывается тиристор 5 который был заперт отрицательным потенциалом правой полуобмотки 9 трансформатора 6. Во втором полупериоде импульс тока проходит по правой секции первичной обмотки 3 основного трансформатор ра 1, через правую полуобмотку, дополнительного трансформатора 6 к коммутирующему конденсатору 10. При насыщении магнитной системы трансформатора 6 от прохождения Импульса тока по правой полуобмотке 9 на конце левой полуобмотки 8 образуется отрицательный потенциал, который удерживает в запертом состоянии тиристор 4 на все время прохождения импульса второго полупериода. На фиг. 2 на кривой 11 показан второй по счету импульс с прямоугольным передним фронтом и пологим задним фронтом Uynp. 5 По&ле насыщения сердечника трансформатора 6 происходит нарастание потенциала на конденсаторе 10. На фиг. 2 на кривой 12 показан второй полупериод заряда и разряда конденсатора 10 U( в области обратного направления импульса тока. С нарастанием потенциала на конденсаторе 10 скачкообразно открывается тиристор 5, который остается открытым до полного разряда конденсатора 10 и размагничивания сердечника трансформатора 6. ,., На фиг. 2 на кривой 11 показан пологий задний фронт второго импульса в области обратного направления импульса тока. Во вторичных обмотках 2 и 7 основного и дополнительного трансформатора 1 и 6 с учетом коэффи циента трансформации образуется выходное переменное напряжение Ug,пря моугольной формы, которое показано на фиг. 2 кривой 13, включающую в себя кривую 11 насыщения магнитной системы трансформатора 6 и кривую 12 заряда и разряда комицутирующего конденсатора 10. Увеличение мощности на выходе инвертора происходит за счет сложения во вторичных обмотках 2 и 7 основног импульса тока и импульса перемагничи ния сердечника трансформатора 6, который своей первичной обмоткой, состоящей из полуобмоток 8 и 9 является запасной защитной нагрузкой для основного трансформатора 1, при к.з. выходных вторичных обмоток 2 и 7. Формула изобретения Однофазный инвертор, содержащий основной трансформатор, средний вывод первичной обмотки которого подключен к положительному входному выводу, концы указанной обмотки через тиристоры - к отрицательному входному выводу, а вторичная обмотка соединена с выходными выводами, причем между анодами тиристоров включена трансформаторная обмотка, связанная с коммутирующим конденсатором, отличающийся тем, что, с целью упрощения и улучшения формы кривой выходного напряжения, в качестве трансформаторной обмотки использована первичная обмотка введенного дополнительного трансформатора, полуобмотки которой включены согласно-последовательно и соединены общей точкой через коммутирующий конденсатор с отрица- тельным входным выводом, а вторич ная обмотка включена согласно - последовательно со вторичной обмоткой основного трансформатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 1в02 5, кл. Н 02 М 7А8, 1965. 2.Авторское свидетельство СССР № 782101, кл. И 02 М 7/515, 1979.

I z

.Л.ЗГД 1

...V,

A.

iJgnp