Автономный инвертор для питания секционированной нагрузки

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для необратимого преобразования энергии постоянного на входе в энергию переменного тока повьппенной частоты на выходе. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет увеличения выходного напряжения и мощности. Устройство содержит мост на тиристорах 1-4 с узлом коммутации, фильтровые дроссели 14, 15. Между разделительными конденсаторами 12, 13 включена нагрузка с секциями 18-20. Обратные вентили 16, 17 подключены к выводам секций 18-20. В режиме ограничения, когда открыты вентили 16, 17, суммарное амплитудное напряжение на секциях 18 и 19, 19 и 20 будет равно напряжению соответственно на конденсаторах 12 и 13, т.е. половине напряжения источника питания. При этом суммарное амплитудное напряжение на всех трех секциях будет составлять 0,75 от входного. 1 ил. с iC (Л

СОЮЗ СООЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1372556 А1 (п 4 H 02 М 7/523

ЗСГГ

13, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOIVlV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4094745/24-07 (22) 25.07.86 (46) 07.02.88. Бюл. У 5 (71) Уральский политехнический институт им. С.М. Кирова (72) В.В. Шипицын, В.С. Ухов, В.И. Лузгин и А.А. Новиков (53) 621.314.572(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

NI 760353, кл. Н 02 М 7/523, 1978.

Авторское свидетельство СССР

535695, кл. Н 02 М 7/523, 1973. (54) АВТОНОМНЬИ ИНВЕРТОР ДЛЯ ПИТАНИЯ

СЕКЦИОНИРОВАННОИ НАГРУЗКИ (57) Изобретение относится к преоб разовательной технике и предназначено для необратимого преобразования энергии постоянного тока на входе в энергию переменного тока повышенной

I.частоты на выходе. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет увеличения выходного напряжения и мощности. Устройство содержит мост на тиристорах

1-4 с узлом коммутации, фильтровые дроссели 14, 15. Между разделительными конденсаторами 12, 13 включена нагрузка с секциями 18-20. Обратные вентили 16, 17 подключены к выводам секций 18-20. В режиме ограничения, когда открыты вентили 16, 17, суммарное амплитудное напряжение на секциях 18 и 19, 19 и 20 будет равно напряжению соответственно на конденсаторах 12 и 13, т.е. половине напряжения источника питания. При этом суммарное амплитудное напряжение на всех трех секциях будет составлять 0,75 от входного. 1 ил.

1372556

Изобретение относится к вентильной преобразовательной технике с применением полупроводниковых вентилей, предназначено для необратимого преобразования энергии постоянного тока на входе в энергию однофазного переменного тока повышенной частоты на выходе и может найти применение, например, для питания индукционных нагревательных установок или плавильных печей для стали.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет увеличения выходного напряжения и мощности инвертора.

На чертеже представлена схема инвертора.

Тиристоры 1-4 и вентили 5-8 образуют вентильный мост. Коммутирующие конденсатор 9 и дроссель 10 соединены последовательно и включены в диагональ переменного тока моста, а внешний коммутирующий дроссель ll последовательно с мостом. Разделительные конденсаторы 12 и 13 через фильтровые дроссели 14 и 15 присоединены к входным выводам. Обратные вентили 16 и 17 подключены к выводам секционированной нагрузки из секции

18-20, зашунтированной компенсирующим конденсатором 21.

Инвертор работает следуюшим образом.

Предварительно от источника питания через дроссели 14 и 15 и через нагрузку заряжаются разделительные конденсаторы 12 и 13, каждый до половинного напряжения. Тиристоры 1,4 и 2,3 моста отпираются попарно поочередно. При отпирании, нап;.имер, тиристоров 1 и 4 в контуре и вертора протекает импульс тока по цепи 12-1—

10-9-4-11 — 13-20, 19, 18, 21 — 12. Через нагрузочный контур этот импульс тока протекает снизу вверх, создавая на нем падение напряжения и выделяя н нем полезную мощность. После прекращения тока через тиристоры 1 и 4 проводят импульс тока встречно-параллельные вентили 5 и 8, который протекает в том же контуре, но в обратном направлении. В нагрузочном контуре этот импульс тока совпадает по направлению с током подзаряда разделительных конденсаторов от источника питания и протекает сверху вниз, также создавая в нем падение напряжения.

Затем отпираются очередные тиристоры 2 и 3 и в контуре инвертора протекает очередной импульс тока по це пи 12-2-9- 10-3-1)-13-20,19,18,21-12.

Через нагрузочный контур этот импульс тока протекает снова снизу вверх.

Затем проводят ток нстречно-параллельные вентили 6 и 7. При этом импульс тока протекает в том же контуре, но в обратном налравлении, т.е. через нагрузочный контур этот импульс протекает снова сверху вниз.

Затем отпираются очередные тиристоры 1 и 4 и электромагHHTHblA процесс в инверторе повторяется аналогично.

Таким образом, при поочередном отпирании тиристоров моста через нагрузочный контур протекает переменный ток, создавая в нем падение переменного напряжения, и выделяя в нем полезную мощность. При этом, чем больше сопротивление нагрузки — нагрузочного колебательного контура, тем больше величина выходного напряжения инвертора.

Описанный режим относится к случаю, когда амплитуда напряжения на двух смежных секциях нагрузки меньше, чем напряжение на конденсаторах 12 и 13, т.е. когда вентили 16 и 17 на-ходятся н запертом состоянии. Если напряжение на каждых двух смежных секциях нагрузки 18 и 19, 19 и 20 по амплитуде больше, чем напряжение на соответствующих конденсаторах 12 и

l3, то открываются вентили 16 и 17 и образуются два контура с током:

19-16-12-18-19 и 19-20-13-17-19. При этом из контура нагрузки избыточная энергия отводится через вентили 16 и

17 в разделительные конденсаторы 12 и 13, связанные с источником питания, в результате выходное напряжение инвертора ограничивается; дальнейший рост выходного напряжения прекращается несмотря на увеличение сопротивления нагрузки.

Рассмотрим возможный уровень ограничения выходного напряжения в данной схеме. Допустим, что падение напряжения на всех секциях нагрузки одинаковое. Тогда в режиме ограничения, когда вентили 16 и 17 открыты, суммарное амплитудное напряжение на секциях 18 и 19, 19 и 20 равно напряжению соответственно на конденсаторах 12 и 13, т.е. половине напряжения источника питания. При этом суммар1372556

Одними соответствующ11. 1и злект1 )д Р:ti к концам последовательных цепочек, о тличающий с я темчто, с целью расщирения функциональныx возможностей за счет увеличения выФормула изобретения ходного напряжения и мощности, дру" гие электроды обратных вентилей подключены к выводам секций секцнонированной нагрузки.

Составитель И. )Керебина

Редактор В. Петраш Техред А.Кравчук Корректор С. Шекмар

Заказ 496/52 Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного .uìèòåòà СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ное амплитудное напряжение на всех трех секциях нагрузки, т.е. полное амплитудное выходное напряжение инвертора, составляет 0,75 от входного.

При такой амплитуде выходного напряжения тиристорам предостаьляется полное время для восстановления управляемости, поэтому сохраняется надежность работы инвертора при заданной частоте инвертирования.

Автономный инвертор для литания секционированной нагрузки, содержащий подключенные к входным выводам через фильтровые дроссели две последовательные цепочки, первая из которых состоит из двух pe ;".ште;и н конденсаторов и включеннсй ме:яд ми секционированной нагрузк;, за- у;— тированной компенсирующим конденс,— тором, а вторая — из тиристорного моста с коммутирующим I.С-к н-.уро 1 н диагонали переменного ток» . i .с iiiего коммутирующего дроссе;:"-, а 1;...,к дна обратных вентиля. подключенньк