SU738074A1 - Автономный последовательный инвертор - Google Patents

Description

(54) АВТОНОМНЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относитс  к преобразовательной технийе, а именно к автономным последовательным инверторам, и может быть использовано, например, в установках дл  индукционного йагрева металлов. Известны автономные последовательные инверторы. Один из известных автономных посл довательных инверторов содержит два вентильных моста, причем нагрузка св зана с мостами через фильтровые дроссели и конденсаторы 1. В другом из известных автономных последовательных инверторов дл  ограничени  выходного напр жени  при резких колебани х нагрузки используют с  дополнительные вентили 2. Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению  вл е с  автономный послед9вательный инвертор , также содержащий два тиристорных моста, фильтровые дроссели и конденса торы, св занные с выводами посто нно го тока мостов и с выходными выводами 3 . Целью насто щего изобретени   вл  тес  ограничение напр жени  на элементах инвертора и улучшение спектрйльного состава кривой выходного тока. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в автономный последовательный инвертор, содержащий два тиристорных моста, каждый из которых имеет коммутирующий конденсатор в диагонали переменного тока, и коммутирующие дроссели (включенные последовательно с каждым из. тиристоров мостов, причем выводы посто нного тока упом нутых мостов св занц с выходными выводами через фильтровые дроссели) две последовательные вспомогательные цепочки, образованные вспомогательными коммутирующими дроссел ми и вспомогательными фильтровыми конденсаторами , перва  из которых включена между первым выходным выводом и положительным выводом первого моста, а в тора  - между первым выходным выводом и отрицательным выводом второгО моста, и два фильтровых конденсатора , включенных между вторым выходным выводом и соответственно положительным выводом второго моста и отрицательным выводом первого моста, введены дополнительные вентили, причем первый вентиль включен между средней точкой перйой вспомогательной це1ПОЧКИ и положительным выводом второго моста, второй - между средней точкой второй вспомогательной цепочки и отрицательным выводом первого моста , третий - между первым выходным выводом и положительным выводом второго моста, а четвертый - междупервым выходным выводом и отрицательным выводом первого моста, Последо-i вательно с дополнительными вентил ми могут быть включены дополнительные дроссели. Дл  более эффективного ограничени  напр жени  обмотки дросселей вспомогательных цепочек могут быть выполнены с промежуточными выводами , причем промежуточный вывод обмотки дроссел  первой цепочки подключен через дополнительно введенный вентиль к положительному выводу первого моста, а промежуточный вывод обмотки дроссел  второй цепочки к отрицательному выводу второго мост Кроме того, в инвертор могут быть введены дополнительные вентили, св зывающие тиристоры мостов с соответствующими фильтровыми конденсаторами

Принципиальна  электрическа  схем приведена на чертеже, где 1-8 - тириторы; 9-16 - коммутирующие дроссели; 17,18 - коммутирующие кондвнсаторы; 19,20 - вспомогательные коммутирующие дроссели; 21,22 - йспомогательны фийьтровые конденсаторы; фильтровые конденсаторы; 25-28 фильтровые дроссели; 29-42 - дополнительные вентили; 43-46 - дополнительные дроссели; 47 - нагрузка.

Инвертор работает следующим образом .

При отпирании вентилей в 1-ом тАкте, напримертиристоров 1, 4, в первой части полупериода ток проте . кает по следующим контурам за счет запаса энергии в коммутирующем конденсаторе по контуру: 17, 4, 38, 47, 19, 33, 9 (35), 1, 17 - до тех пор, пока напр жение на конденсаторе 17 не станет равным сумме напр жени  на фильтровых конденсаторах 21 и 24; за счет запаса энергии в фильтровых конденсаторах 21 и 24 по контуру: 21, 9, 1, 17, 4, 12, 24, 47 19, 21,

Во торой части полупериода 1-го такта, когда напр жение на дросселе 19 принимает пол рность, указанную на чертеже, и превышает напр жение на фильтровом конденсаторе 23, отпираете вентиль 29, Дроссель 19 будет зашунтирован контуром 29 , 23, 47 Это приведет к тому, что энерги , запасенна  в дросселе 19, будет израсходована на зар д конденсатора 23 и в нагрузке при протекании тока по контуру: 19, 29, 23,47, 19, Энерги , запасенна  в дроссел х 9, 12, будет израсходована на перезар д конденсатора 17 и в нагрузке 47 по;

738074

контуру: 21, 9, 1, 17, 4, 12, 24, 47, 19, 21.

Положительный эффект от дополнительных диодов заключаетс  в том, что в первой части полупериода ток частично протекает помимо источника питани  (фильтровых конденсаторов 21, 24), что уменьшает запас электромагнитной энергии в коммутирующих дроссел х, а это уменьшает перезар д коммутирующих конденсаторов; кроме того, при снижении напр жени  на коммутирующих конденсаторах уменьшаетс  длительность тока в контуре шунтировани  коммутирующих дросселей во второй части, полупериода (например , в контуре: 19, 29, 23, 47, 19), что уменьшает содержание высших гармоник в токе нагрузки.

Таким образом, сброс избыточной реактивной энергии с коммутирующего контура осуществл етс  не только во второй половине полупериода импульса тока, но и в его первой половине , причем и первыйJи второй вид сброса энергии осуществл етс  током в одну и ту же сторону через нагрузк по отношению к направлению основного импульса тока. Это позвол ет исключить чрезмерное зат гивание тока при сбросе энергии во второй половине полупериода импульса тока и тем самы приблизить форму выходного тока к сигЬСоидальной, что в конечном итоге позвол ет повысить КПД преобразовател ,

Во 11-ом такте отпираютс  вентили 5,8;в 111-ем - вентили 2,3; в lV-ом такте - вентили б, 7, При. этом процессы коммутации аналогичны описанным в 1-ом такте.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   Автономный последовательный инвертор , содержащий два тиристоринх моста, каждый из которых имеет коммутирующий конденсатор в диагонали переменного тока, и коммутирующие дроссели, включенные последовательно с каждым из тиристоров мостов, выводы посто нного тока упом нутых мостов св заны с входными выводами через фильтровые Дроссели, также две последова тельны вспомогательные цепочки, образованные вспомогательными коммутирующими дроссел ми и вспомогательными фильтровыми Конденсаторами, перва  Из которлх включена между первым выходным выводом и положительным выводом первого моста, а втора  - между первым выходным выводом и отрицательным выводом второго моста, и два фильтровых конденсатора, включенных , между Вторым выводом и соответственно положительным выводом второго моста и отрицательным выводом первого моста , о и чающий с   тем,

   5 что, с 1целью улучшени  гармонимеского состава кривой выходного тока и ограничени  напр жени  на элементах при изменении нагрузки, в него введены дополнительные вентили, причем первый венгиль включен, между средней точкой первой вспомогательной цепочк и положительным выводимвторого моСт второй - между средней точкой второй вспомогательной цепочки и отрицатель ным выводом первого моста, третий - между первым выходным выводом и поло жительным выводом второго моста, а четвертый - между первым выходным вы водом и отрицательным выводом первого моста. 2.Инвертор поп.1,отличаю щ и и с   тем, что в него введены дополнительные дроссели, включенные последовательно с каждым из допопнительных вентилей. 3.Инвертор по ПП.1 и 2,о т л ичающийс  тем, что обмотки дросселей вспомогательных цепочек выполнены с промежуточными выводами, причем промежуточный вывод обмотки дроссел .первой цепочки подключен :через дополнительно введенный вентиль к положительному выводу первого моста, а промежуточный вывод обмотки дроссел  второй цепочки - к отрицательному выводу второго моста. 4, Ин.вертор по пп.1 - 3, о т л и чающийс  тем, что в него введены дополнительные вентили, св зывающие аноды тиристоров первого моста.со средней точкой первой вспомогательной цепочки, катоды тиристоров первого моста и аноды тиристоров второго моста - со вторыми выводами, а катоды тиристоров второго моста - со средней точкой второй вспомогательной цепочки. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №486439, кл. Н 02 М 7/537, 10.09,71.
2. 2.Авторское свидетельство СССР №441634, кл. Н 02 М 7/52, 07.12.71.
3. 3. Авторское свидетельство СССР 6.01790, кл. Н 02 М 7/515, 10.09.71.