Автономный инвертор

 

(72) Авторы изобретения

Р. Н. Киямов, Н. И. Петриди и Е. И. Снятков (71) Заявитель

Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретенье относится к области пре-образовательной техники и может найти применение в качестве источника питания индукционных электротермических установок, а также других потребителей тока вы- сокой частоты.

Известны автономные инверторы с попумостовыми ячейками, выполненные в одноячейковом и многоячейковом исполнении.

Инвертор, описанный в ) 1) содержит копебательный контур, состоя1пий из лоследсвательно соединенных коммутирующего конденсатора, дросселя, нагрузки и тиристора, встречно — параллельно которому подключен диод, при этом энергия к кон- 1 туру подводится через входной дроссепь, В этом инверторе напряжение на тиристоре во много раз превышает напряжение источника питания; прямое напряжение прикладывается к тиристору скачком с высохой скоростью нарастания; обратное напряжение на тиристоре равно лишь прямому падению напряжения на встречном диоде, что ограничивает верхнюю границу диапаэона рабочих частот.

Инвертор, описанный в 2 (содержит колебательный контур, состоящий из последовательно соединенных коммутирующего конденсатора, дросселя, тиристора и нагрузки, при этом источник питания подключен ,положительным полюсом через второй тиристор к общей точке соединения дросселя и тиристора колебательного контура, а отрипательным полюсом к общей точке соединения тиристора и нагрузки контура.

Недостатком схемы является то, что она работает только в том случае, если ток равен нулю в течение интервала speмени, требуемого для восстановления управляющих свойств тиристоров в конде каждого полупериода работы, а также значительное превышение напряжения на чиристорах напряжения источника питания.

Наиболее близким к изобретению является инвертор 3, содержащий подключенные ко входным выводам полумостовые ячейки, состоящие, каждая, из двух тирис3 78012 торов и включенных последовательно с ними коммутирующих дросселей, причем точка соединения тиристоров каждой ячейки подключена через соответствующий коммутирующий конденсатор к первому выход% ному выводу, а второй выходной вывод цодключен к общей точке двух последоватепьно соединенных конденсаторов.

Недостатком инвертора является возникновение перенапряжений на тиристорах, что снижает надежность устройства.

Пенью изобретения явпяется повышение надежности.

Для достижения поставленной цели инвертор, содержащий подключенные ко вход- 1> ным выводам полумостовые ячейки, состоящие каждая иэ двух чмристоров и включенных поспедовательно с ними коммутирующих дросселей, причем точка соединения тиристоров каждой ячейки подключена че- 20 реэ соответс твунмций коммутирующий конденсатор. к первому выходному выводу, снабжен встречными диодами, анод. каждо

ro из которых подключен к катоду тиристора катодной группы соответствующей 2 ячейки, а катод диода каждой предыдущей ячейки подкпючен;к аноду тиристора анодной группы последующей ячейки, причем катод диода последней ячейки соединен с анодом тиристора анодной группы первой 30 ячейки, а второй выходной вывод подключен к отрицательному входному выводу.

В результате такого подкпючейия встречных диодов, при работе одного из

-тиристоров ячейки, к другому тиристору этой ячейки прикладывается напряжение, повторяющее по форме напряжение на коммутирунлцем конденсаторе, то ест, с низ кой крутизной нарастания.

На фиг. 1 представлена принципиальная ig схема предпагаемого автономного инвертора.

На фиг. 2 представлены: а) осцилпограмма импульсов управления, поступающих на тиристоры (Lg ); > б) осциллограмма тока, протекающего через нагрузку (Ьд1 ) в) осцилпограмма напряжения на тиристоре инвертора (U< );

r) осцилпограмма тока, протекающего через диод (1 0 ).

Автономный инвертор содержит попумостовые ячейки, выпопненные на тиристорах 1 — 6 и подключенные через коммутирукхцие дроссели 7 «12 к источнику 13 питания, качмутирующие конденсаторы 14 - 16, одйи обкладки которых подкпючены; к общей точке тиристоров своей ячейки, а другие обкладки объеди6 4 ненные и образуют с одним из входных выводов выходные выводы инвертора, к которым подключена нагрузка 17, встречные диоды 18 - 20, аноды которых подключены. к точкам соединения катодов тиристоров и коммутирующих дросс елей своих ячеек, а катоды подключен.ы к точкам соединения анодов тиристоров и ком мутирующих дросселей поспедующих ячеек.

Автономный инвертор работает следующйм образом.

В установившемся режиме к моменту ,времени С полярность напряжения на коммутирующих конденсаторах показана на фиг. 1, В момент времени tg включается тиристор 1 первой ячейки и происходит переэаряд коммутирующего конденсатора 14 по цепям 14-17-13-7-1-14 и 14-17-12-20-1-14. Параметры инвертора подобраны таким образом, что процес- сы перезаряда конденсаторов носят копебательный характер.

При работе тиристора 1 конденсатор

l4 колебатепьно перезаряжается . Напряжение конденсатора 14 через нагрузку 17 и дроссель 8 прикпадывается к противофазному тиристору 2.

Напряжение на тиристоре, 2 меняет знак с отрицатецьного на положительный в соответствии с изменением напряжения на конденсаторе 14, B момент времени

tg ток тиристора 1 переходит через нуль, он закрывается и к нему прикпадываегся обратное напряжение. Интервал времени 4 - Ь является паузой в работе инвертора. В момент С включается тиристор 4 спедующей ячейки и конденсатор 15 начинает переэаряжа1ъся по цепям

15-4-10-17-1 7 и 15-4- 19-11-13-1715, напряжение на тиристоре 3 ппавно изменяет свой знак, В момент времени ток тиристора 4 проходит через нуль и он закрывается. Интервал времени 6 »явпяется паузой в работе инвертора.

В момент Og включается тиристор 5 и конденсатор 16 лерезаряжается по цепям

16-17-13-1 1-5-16 и 16-17-10-195-16. Б момент времени ty ток тиристора 3 проходит через нуль и он закрывается. Hence поочередно вкпючаются тиристбры 2, 3, 6 и происходят аналогичные процессы переэаряда коммутируюпгих конденсаторов 14-16.

При этом при работе тиристоров 2 и

3 работает диод 18, при работе тирист ров 4 и 5 работает диод 19 и при работе тиристоров 1 и 6 работает диод 20.

В инверторе происходит возврат излиш« ней реактивной мощности с коммутирую5 7&0126 6 щих конденсаторов источнику питания через он снабжен встречными диодами, анод встречные диоды. Однако включение встреч- каждого из которых подключен к катоду чых диодов между точкой соединения като- тиристора катодной группы соответствую- да тиристора с коммутирующим дросселем щей ячейки, а катод диода каждой предысвоей ячейки и точкой соединения анода > дущей ячейки подключен к аноду тиристора тиристора с. коммутирующим дроссепем анодной группы последующей ячейки, припоследующей ячейки позвопяет ограничить чем катод диода поспедней ячейки соедискорость нарастания прямого напряжения нен с анодом тиристора анодной группы на тиристорах. первой ячейки, а. второй выходной вывод о подключен к отрипательному входному выводу.

Формул а изобретения

Автономный инвертор, содержащий подключенные ко входным выводам полумосто-is вые ячейки, состоящие, каждая, из двух тиристоров и вкпюченных последовательно с ними коммутирующих дросселей, причем точка соединения тиристоров каждой ячейки подкпючена через соответствующий ком-щ мутирующий конденсатор к первому выходному выводу, о т л и ч а ю m и и с я тюю, что, с иелью повышения надежности, I

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

l. авторское свидетепьство СССР

М 155222, кл. Н 02 М 7/48, 1963.

2. Бедфорд Б, ХОФТ P. Теория автономных инверторов, Жергия, 1969, рис. 3-1.

3. Труды УПИ, сб. 191, Акадис М. М., и др. Многоячейковый инвертор с удвоенной частотой управления, 1970, с. 154 (прототип).

780126

Составитель И. Жеребина

Тетерей МЛ ойинка Корректор И. Муска

Редактор Г. Прусова

Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по денем изобретений и открытий

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

Заказ 9339/21

Филиан ППП "Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4