Автономний інвертор

1. Автономний інвертор, що складається з двох груп тиристорних мостів із зустрічними діодами і комутуючими LC-контурами в діагоналях змінного струму, які працюють із змінним фазовим кутом регулювання, причому кожна група через окремі вхідні дроселі підключена до виводів одного джерела живлення, який відрізняється тим, що навантаження включене в загальну діагональ 3 18245 4 кому регулюванні вихідної потужності (напруги), а мотки двох окремих дроселів 12, 13 до клем 10, 11 також неможливе одержання вихідної напруги виодного джерела живлення, до того ж в загальний щої за напругу джерела живлення. послідовний ланцюг мостів першої пари гілок 1 і 2, Завдання корисна модель заключається в під5 і 6 із різних груп включене перше навантаження вищенні надійності, ККД, вихідної напруги і розши9, а другої пари гілок 3 і 4, 7 і 8 із різних груп друге ренні функціональних можливостей при зберенавантаження 25. женні симетричної відносно "землі" напруги при Автономний інвертор (Фіг.1) в уже встановленавантаженні за рахунок значного зниження наному режимі при номінальній потужності Рном прапруги і крутизни на тиристорах, зустрічних діодах і цює таким чином. В цьому режимі фазовий кут в комутуючих конденсаторах, відповідного з'єднання роботі між групами рівний нулю, а всередині кожмостів в групі та включення навантаження, ступінної групи мости 1, 4 і 5, 8 працюють зсувом на кут часто-плавного регулювання потужності. 1=180°ел. по вихідній частоті відносно мостів 2, 3 і Поставлене завдання досягається тим, що в 6, 7, а полярність заряду конденсаторів усіх мостів автономному інверторі, який складається із двох указана на Фіг.1. Тоді при включенні чергових тигруп тиристорних мостів із зустрічними діодами і ристорів 14, 16 мостів 3, 4 першої і 5, 6 другої груп комутуючими LC-контурами в діагоналях змінного включаються зустрічні діоди 18, 20 відповідно мосструму, працюючих зі змінним фазовим кутом ретів 1, 2 першої і 7, 8 другої груп. В результаті, погулювання, причому кожна група через відповідні чинається коливальний перезаряд конденсаторів вхідні дроселі підключена до виведень одного 22 мостів 1, 4 і 2, 3 першої групи через навантаджерела живлення, на відміну від найближчого ження 9 сумарним струмом і1(Фіг.1) вказаних мосаналогу: тів, а також конденсаторів 22 мостів 5, 8 і 6, 7 дру- навантаження включене в загальну діагональ гої групи сумарним струмом і2. Таким чином змінного струму двох складних мостів, створених струми і1, і2, двох груп мостів при навантаженні тиристорними мостами двох груп; додаються. В наступному циклі роботи включа- групи містять по чотири (або більше) тирисються тиристори 15, 17 мостів 1, 2, зустрічні діоди торних мости, які разом з навантаженням створю18, 20 мостів 3, 4 першої, а також тиристори 15, 17 ють два послідовні ланцюги по змінному струму, мостів 7, 8, зустрічні діоди 18, 20 мостів 5, 6 другої до того ж між загальними різнойменними виводагрупи. При цьому струми і1 та і2 протікають через ми живлення мостів·з різних груп, безпосередньо навантаження 9 у зворотному напрямку. За один не пов'язаних з навантаженням, включено додатповний цикл роботи всіх тиристорів мостів через ковий дросель; навантаження 9 протікає два періоди змінного - кожна із груп тримає по дві паралельні гілки струму ін=і1+і2. Таке сполучення включення наваніз двох послідовно з'єднаних по живленню тиристаження і з'єднання мостів в групі дозволяє при торних мостів, причому в загальний послідовний симетричній, відносно "землі", напрузі, на відміну ланцюг мостів двох гілок із різних груп включена від прототипу, значно знизити напругу і крутизну друге навантаження. його на тиристорах, використати джерело живленНа Фіг.1, 2, 3 наведені варіанти схеми запроня з підвищеною напругою, а також досить просто понованого автономного інвертора. Автономний здійснити стунінчасто-плавне глибоке регулюванінвертор, схема якого наведена на Фіг.1, утримує ня потужності (напруги) при навантаженні Рн(Uн), дві групи тиристорних мостів: перша група складапідвищивши надійність роботи, ККД і розширити ється із мостів 1, 2, 3, 4, а друга із мостів 5, 6, 7, 8, функціональні можливості автономного інвертора. які утворюють два складних мости, в загальну діаВ запропонованому варіанті автономного інвертогональ змінного струму яких включене навантара фазове регулювання Рн(Uн) може здійснюватиження 9. Кожний складний міст через напівобмотки ся геометричним додаванням як струмів і1, і2 за вхідних дроселів 12, 13 підключений через клеми рахунок зміни кута β, так і окремого регулювання 10 і 11 до одного джерела живлення. Кожний із струмів i1,і2 що протікають через навантаження, мостів 1, 2, 3, 4, 5 ,6, 7, 8 складається із тиристорів шляхом геометричного додавання струмів відпові14, 15, 16, 17, зустрічних діодів 18, 19, 20, 21 і кодних мостів в кожній групі, шляхом зміни кута 1. мутуючих конденсатора 22, індуктивності 23. Ступінчасто-плавне регулювання здійснюється при Нa Фіг.2 наведено другий варіант схеми зазначеннях Рн(Uн), які становлять менше 0,5 Рном пропонованого автономного інвертора, де тирисномінального значення потужності інвертора. Реаторні мости 1, 2, 3, 4 першої групи і 5, 6, 7, 8 друлізується це відключенням роботи однієї групи гий з'єднані таким чином, що створюють два мостів з послідуючим регулюванням струму іншої послідовні ланцюги по змінному (коливальному) групи (і1 або і2), який проходить через навантаструму мостів обох груп, причому навантаження 9 ження, зміною кута 1. При 1=180 ел=const зміна є загальним для цих ланцюгів, а між загальними кутa β від 0 до 180°ел призводить до регулювання мінусовими виведеннями живлення мостів 2, 3 Рн(Uн), від Рном до 0, а при ß=0 =const синхронні першої групи і загальними плюсовими виведеннязміни β1 від 180°ел до 0° в обох групах приводить ми живлення мостів 6, 7 включений дросель 24, до зміни Рн(Uн), від Рном до 0. який дає можливість проходженню постійного вхіАвтономний інвертор (Фіг.2) в установленому дного струму вказаних мостів. режимі, при Рн=Рном працює таким чином. В цьому На Фіг.3 наведено третій варіант схеми запрорежимі кут β становить 180°ел., до того ж всерепонованого автономного інвертора, де тиристорні дині кожної групи тиристори мостів 2, 4 і 1, 3 в пемости 1 і 2, 3 і 4 в першій групі, 5 і 6, 7 і 8 в другій ршій групі, 6, 8 і 5, 7 у другій працюють з постійним з'єднані послідовним живленням і утворюють чозсувом на 180°ел. по вихідній частоті, при цьому тири гілки, які попарно підключені через напівобполярність заряду конденсаторів 22 усіх мостів 5 18245 6 указана на Фіг.2. Кожна група мостів з навантадругої груп. В результаті, починається коливальна женням створює послідовний ланцюг для прохоперезарядка конденсаторів усіх указаних мостів дження змінного (коливального) струму перезарячерез навантаження 9 і 25 струмами і1, і2 обох ду конденсаторів 22 даної групи. груп. В наступному циклі роботи включаються тиПри включенні тиристорів 14, 16 мостів 1, 3 і 5, ристори 15, 17 мостів 3, 4 першої і 5, 6 другої груп, 7 відповідних груп включаються зустрічні діоди 18, а також діоди 18, 20 мостів 1, 2 першої і 7, 8 другої 20 мостів 2, 4 і 6, 7. В результаті вимикає коливагруп. При цьому струми і1, і2 протікають через нальна перезарядка конденсаторів 22 усіх мостів вантаження 9, 25 у зворотному напрямку. Далі обох груп через навантаження 9, причому коливавключаються наступні тиристори і зустрічні діоди льні струми і1, і2 перезарядки конденсаторів 22 відповідних мостів і процес повторюється. За один обох груп при напрузі складаються, тобто ін=і1+і2. В період роботи тиристорів усіх мостів через наваннаступному циклі роботи включаються тиристори таження 9, 25 проходить два періоди змінного 15, 17 мостів 2, 4 і 6, 8, а також зустрічні діоди 18, струму ін=і1+і2. Регулювання Рн(Uн) одночасно на 20 мостів 1, 3 і 5, 7 і конденсатори 22 мостів обох обох навантаженнях здійснюється зміною кута β груп перезаряджаються через навантаження 9 у від 180°ел. до 0°, при цьому змінюється сумарне зворотному напрямку струмами і1, і2. Потім вклюзначення струмів, що протікають через навантачаються чергові тиристори і процеси повторюютьження 9, 25. При Рн(Uн)=0, коли =0°ел, струми і1, ся. Перезарядка здійснюється під дією сумарної і2 замикаються всередині мостів 1, 6, 7, 4 і 5, 2, 3, напруги конденсаторів 22 усіх мостів кожної групи, 8, обходячи ланцюг навантаження 9, 25. що дає можливість одержати більші показники Запропоноване сполучення з'єднання мостів в напруги при завантаженні, ніж напруга джерела групах і включення другого навантаження дає зможивлення, яка залежить від числа пар мостів в гу при симетричній, відносно "землі", напрузі при групі. Регулювання потужності (напруги) при завазавантаженні, на відміну від прототипу, значно нтаженні від Рном до 0 здійснюється за рахунок знизить напругу на тиристорах, зустрічних діодах і зміни кутa β від 180°ел. до 0°. конденсаторах усіх мостів, використовувати джеТаким чином другий варіант схеми (Фіг.2) зарело живлення з підвищеною напругою, здійснюпропонованого автономного інвертора, на відміну вати як фазове регулювання Рн(Uн) одночасно на від прототипу і першого варіанту, дає можливість обох навантаженнях, так і незалежне частотне, одержати значення UН більше, ніж напруга джеретим самим підвищити надійність, ККД і розширити ла живлення, при збереженні значно низького знафункціональні можливості автономного інвертора. чення напруги на тиристорах, зустрічних діодах і Представлена совокупність введених елеменкомутуючих конденсаторах. тів, їх з'єднань у відомій літературі для рішення Автономний інвертор (Фіг.3) в уже встановлепоставлених завдань не зустрічається і має ряд ному режимі, при Рн=Рном, працює таким чином. В переваг перед прототипом: цьому режимі кут β в роботі між групами рівний 1. Зниження напруги на тиристорах, зустрічних 180 ел, і змінюється в процесі регулювання від діодах і комутуючих конденсаторах, підвищення 180°ел. до 0°, при цьому Рн(Uн) змінюється від Рном надійності, ККД. до 0. Всередині кожної із груп мости двох гілок 1, 2 2. Одержання підвищеної напруги при навані 3, 4, а також 5, 6 і 7, 8 працюють з постійним зсутаженні. 3. Спрощення і розширення функціональних вом β=180 ел. Тоді при включенні тиристорів 14, можливостей. 16 мостів 1, 2 першої і 7, 8 другої груп включаються зустрічні діоди 18, 20 мостів 3, 4 першої і 5, 6 7 Комп’ютерна верстка М. Мацело 18245 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601