Автономный инвертор

 

АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР,содержащий подключенную к выводам источника питания последовательную цепочку из двух тирибторов, зашунтированных обратными диодами, и включенного тиристорами защитного дросселя со средней точкой, коммутирующую последовательную LC-цепочку , параллельно которой подключена цепь нагрузки, соединенную со средним выводом источника питания, отличающийся тем, что, с целью обеспечения устойчивости работы при изменении нагрузки в широком диапазоне от холостого хода до крроткого замыкания, он снабжен дополнительной последовательной L,C -цепочкой, включенной между средней точкой защитного дросселя и основной ЦС-цепочкой.

, SU... А

3(Я) Н 02 М 7/515

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г)О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 337887?/24-07 (22) 04.01.82 (46) 15.02.84. Бюл. Р 6 (72) Д.В. Имщенецкий и В.С. Козлов (71) Украинский заочный политехнический институт и Производственное энергетическое объединение "Харьковэнерго" (53) 621.314 572(088.8) .(56) 1. Авторское свидетельство СССР

)) 750684, кл. Н 02 М 7/515, 1975 ° .2. Бедфорд Б. и Хофт P. Теория автономных инверторов. M., 1969, с, 143, рис. 5-28. (54)(57) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР,содержащий подключенную к выводам источника питания последовательную цепочку из двух тиристоров, зашунтированных обратными диодами, и включенного между тиристорами защитного дросселя со средней точкой, коммутирующую последовательную LC -цепочку, параллельно которой подключена цепь нагрузки, соединенную со средним выводом источника питания, отличающийся тем, что, с целью обеспечения устойчивости работы при изменении нагрузки в широком диапазоне от холостого хода до короткого замыкания, он снабжен дополнительной последовательной

LC -цепочкой, включенной между средней точкой защитного дросселя и основной С-цепочкой.

Щ

10738б2

Изобретение относится к преобраэе вательной технике и может быть использовано в установках поваиаениой частоты, в частности для сварки металлов и прожига дефектной изоляции кабеля.

Известны автономные инверторы с повьыенной устойчивостью инвертирования при изменении нагрузки,. содержащие тиристорный мост, с коммутирующим LC -контуром в диагонали переменного тока, подключенный к выводам источника литания через дроссель фильтра, параллельно тиристорному мосту подключены цепочка из конденсатора и дросселя и через токоограничивающий дроссель с отпайкой и разделительный конденсатор— цепь нагрузки 1 .

Недостатком этих автономных иаверторов является их относительная сложность °

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является автономный инвертор, содержащий два тиристора, шунтированных обратными диодами, защитный дроссель со средней точкой, включенную между тиристорами последовательно с ними коммутирующую LQ -цепочку, один из выводов которой подсоединен к средней точке защитного дросселя, нагрузка подключена параллельно коммутирующей .С -цепочке (2 .

Недостатком этого инвертора является неработоспособность в режимах, близких к короткому замыканию.

Иэ-за отсутствия колебательного процесса отключение тиристоров в цепи невозможно.

Цель изобретения - обеспечение устойчивости работы при измененйи нагрузки в широком диапазоне от холостого хода до короткого замыкания.

Указанная цель достигается тем, что автономный инвертор, содержащий подключенную к выводам источника питания последовательную цепочку из двух тиристоров, зашунтированных обратными диодами, и включенного между ними защитного дросселя со средней точкой, коммутирующую последовательную LC -цепочку, параллельно которой подключена цепь нагрузки, соединенную со средним выводом источника питания, снабжен дополнительной последовательной LC -цепочкой, включенной между средней точкой защитного дросселя и основной С-цепочкой.

На чертеже представлена электрическая схема автономного инвертора, подключенная к источнику питания со средним выводом.

Автономный инвертор содержит два тиристора 1 и 2, шунтированные обратными диодами 3 и 4, защитный дроссель 5 со средней точкой, включенный между тиристорами 1 и 2, Параллельно коммутирующему дросселю

6 и конденсатору 7 включена переменная иагруэка 8, дополнительные

5 конденсатор 9 и дроссель 10 подключены одним концом к средней точке защитного дросселя 5, а противоположным концом « к общей точке комму" тирующего дросселя 6 и переменной щ нагрузке 8.

Схема инвертора расчитана так, что процесс в ней имеет колебатель, ный характер. Если элементы инвертора выбрать из условия, что емкость конденсатора 7, обозначенная С„, равна емкости конденсатора 9 - С то

С1 =-С2- С 7

ДЕ а ющуктивность дросселя 6 обозначенная L„, равна сумме индуктивностей дросселя 10 — 6 и половине индуктивности дросселя 5 — 4,, то

1 у Р.

25 1 2 2 3

В автономных инверторах L а< .„ Поэтому индуктивностью 4 обычно пренебрегают.

Собственная частота контура ин30 аерТора

Ю у ею и волновое сопротивление р = ЦС

35 При сопротивлении нагрузки Rz=m, т.е. при холостом ходе (х.х. суммарная индуктивность и емкость коммутирующего контура инвертора равны

46 L„+/+ 4 =«и — " =C/i

CC1+Ñã

Х.Х.

Рх.х=Г24/с/2 = 2 Яс

При Рн-0 т.е. при коротком замыкании (к.з).

4>+ « 4,=4, с =с

Как видно иэ приведенных формул

У собственная частота контура w неизменна. Изменяется только волновое сопротивление

Рхх = Як

69 Работу инвертора в установившемся режиме рассмотрим для двух граничивах условий холостого хода и короткого замыкания. на холостом ходе при включении тиристора 1 происходит заряд кон1073В62

Составитель И.Жеребина

Редактор И.Касарда Техред О.Неце Корректор A.ôåðåíö

Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 375/52

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 денсаторов 7 и 9 по цепи "+" источника питания — тиристор 1 — половина дросселя 5 — дроссель 10 конденсатор 9 — дроссель 6 — конденсатор 7, — "0" вывода источника питания. Отрицательная полуволна (разряд конденсаторов )происходит по цепи "0" источника питания конденсатор 7 — дроссель 6 — конденсатор 9 — дроссель 10 — половина дросселя 5 — диод 3 — "+" источника питания. В течение промежутка времени, пока проводит ток встречный диод 3 на тиристоре 1 имеется небольшое обратное напряжение, обеспечивающее восстановление управляемости тиристора.

При коротком замыкании шунтируется контур, образованный дросселем

6 и конденсатором 7. Однако колебательный процесс с той же частотой в цепи сохраняется за счет дополнительно включенного конденсатора 9, дросселя 10 и дросселя 5. Наличие дополнительного коммутирующего колебательного контура обеспечивает восстановление управляемости тиристоров. Аналогично работает автономный инвертор при включении тиристора 2.

Таким образом, положительный вф5 фект достигается за счет введенйя дополнительной LC - цепочки, последовательно включенной с основной коммутирующей LC -цепочкой, причем параметры дополнительной LC -це10 почки выбраны из условия резонанса на той же частоте, что и основная

LC -цепочка. При изменении нагрузки от холостого хода до короткого. замыкания собственная частота ко15 лебательного контура Be изменяется, что способствует надежному восстановлению управляемости тиристоров и обеспечивает устойчивую работу инвертора. При этом защитный дроссель 5 продолжает выполнять свои основные функции — ограничение крутизны нарастания тока через тиристоры.

По аналогичной схеме может быть построен мостовой инвертор.