Трехфазный последовательный инвертор Советский патент 1983 года по МПК H02M7/515 

(54) ТРЕХФАЗНЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР Изобретение относится к преобразователям энергии постоянного тока в энергию переменного тока повышенной частоты. Известны преобразователи, выполненные по различным схемам инверторов- напряжения - параллельные инверторы, последовательные инверторы, инверторы с высокочастотной коммутацией, инверторы с импульсной коммутацией и дрр. Для получения повышенной частоты преобразования широко используются последовательные резонансные инверторы, в которых благодаря применению последовательного резонансного контура ток управляемого вентиля в течение всего интервала проводимости изменяется во времени по колебательному закону. Важныщ достоинствами последовательных резонансных инверторов, делающими перспективным их применение на повышенных частотах, являются относительно небольшая скорость нарастания анодного тока в управляемых вентилях и возможность получения большого времени запирания управляемых вентилей за счет удлинения пауз между запускающими импульсами управления. Для получения трехфазной системы токов и напряжений, а также для получения большей мощности в нагрузке используются трехфазные последовательные инверторы 2. Однако недостатками схем известных трехфазных последовательных инверторов являются сравнительно малая выходная мощность, низкая надежность, большие масса и габариты и сравнительная сложность схемного решения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является трехфазный последовательный инвертор, содержащий трехфазный вентильный мост, в диагонали переменного тока которого включены коммутирующие конденсаторы, а в диагональ постоянного тока включена трехфазная нагрузка через разделительные конденсаторы к коммутирующим дросселям, и фильтровые дроссели в цепи постоянного тока. Данная схема позволяет получить переменный ток повыщенной частоты при относительно небольших скоростях нарастания анодного тока в управляемых вентилях, а также возможность поддержания достаточно большого угла запирания управляемых вентилей при изменениях нагрузки в широких пределах 3.

Недостаток известного устройства - сравнительно низкая выходная мощность, пониженная величина которой обусловлена следующими обстоятельствами при работе очередной фазы инвертора; оказывается подключенным через фильтровой дроссель работаю1цей фазы контур, образованный двумя фильтровыми дросселями неработающих фаз, разделительными конденсаторами неработающих фаз и соответствующими фазными нагрузками. В результате напряжение и ток нагрузки работающей фазы уменьщается на величину тока, протекающего по контуру, образованному фильтровыми дросселями, разделительными конденсаторами и нагрузками двух неработающих фаз. Это вызывает существенное снижение амплитуды напряжения на нагрузке работающей фазы и, как следствие, снижение выходной мощности.

Цель изобретения - увеличение выходной монлности.

Поставленная цель достигается тем, что трехфазный последовательный инвертор, содержащий связанный со входными вывода.ми трехфазный вентильный мост, в диагонали переменного тока которого включены коммутирующие конденсаторы, а в диагональ постоянного тока - трехфазная нагрузка, каждая фаза которой через соответствующий разделительный конденсатор и коммутирующий дроссель соединена с одной из стоек моста, а также фильтровый дроссель в цепи постоянного тока, он снабжен тремя дополнительными вентилями, одни электроды которых объединены и подключены к соответствующему входному выводу через общий фильтровый дроссель, а каждый из других электродор соединен с соответствующей точкой соединения коммутирующего дросселя с разделительным конденсатором.

Ввиду наличия дополнительных вентилей исключается протекание тока в контуре, образованном разделительными конденсаторами и нагрузками неработающих фаз. При этом напряжение на нагрузку работающей фазы возрастает пропорционально величине исключенных токов. В такой же степени возрастает и выходная, мощность.

Кроме того, удается значительно упростить схему, так как при этом число дросселей фильтра сокращается втрое по сравнению с прототипом, снижаются масса и габариты, уменьщается стоимость и повышается надежность схемы в работе.

На чертеже показана схема трехфазного последовательного инвертора.

Трехфазный последовательный инвертор содержит трехфазный вентильный мост 1, в диагонали переменного тока которого включены коммутирующие конденсаторы 2-4, а в диагональ постоянного тока

включена трехфазная нагрузка 5 через разделительные конденсаторы б-8 к коммутирующим дросселям 9-11, и фильтровой дроссель 12 в цепи постоянного тока, вентильный мост содержит вентили

13-18. Вход фильтрового i дросселя соединен с входом устройства, а выход фильтрового дросселя соединен с объединенными входами дополнительных вентилей 19-21,. выход каждого из которых соединен с разделительным -конденсатором каждой

фазы нагрузки.

Устройство работает следующим образом.

При подключении к источнику питания происходит заряд разделительных конденсаторов по цепям, содержащим фильтровый дроссель 12, дополнительные вентили 19-21, разделительные конденсаторы 6-8 и нагрузку 5. Поочередно открываются пары управляющих вентилей 13, 17, 14, 18, 15, 16, 13, 17.

Происходит перезаряд коммутирующих конденсаторов по колебательному закону в контурах, содержащих коммутирующие дроссели, разделительные конденсаторы, нагрузку. В установившемся режиме напряжение на .коммутирующих конденсаторах является знакопеременным, периодическим во времени. Вкаждой фазе нагрузки 5 протекает только переменная составляющая тока перезаряда коммутирующих конденсаторов, частота которой определяется частотой работы управляемых вентилей 13-18.

Преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известным состоят в увеличении выходной мощности, простоте схемного рещения (один фильтровый дроссель вместо трех), уменьщении массогабаритных и стоимостных показателей с одновременным повыщением надежности схемы.

Формула изобретения

Трехфазный последовательный инвертор, содержащий связанный с входными выводами трехфазный вентильный мост,

5 в диагонали переменного тока которого включены коммутирующие конденсаторы, а в диагональ постоянного тока - трехфазная нагрузка, каждая фаза которой через соответствующий разделительный конденсатор и коммутирующий дроссель

0 соединена с одной из стоек моста, а также фильтровый дроссель в цепи постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью увеличения выходной мощности, он снабжен тремя дополнительными вентилями, одни электроды которых объединены и подключены к соответствующему входному выводу через общий фильтровый дроссель, а каждый из других электродов соединен с соответствующей точкой соединения коммутирующего дросселя с разделительным

конденсатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Бедфорд Б. и др. Теория автономных

инверторов. М., «Энергия, 1969.

2.Беркович Е. М. и др. Тиристорные преобразователи высокой частоты. Л.,

«Энергия, 1973.

3.Авторское свидетельство СССР Nfo 558364, кл. Н 02 М 7/515, 1974.