ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР

Известные последовательно-параллельные инверторы содержат дополнительные тиристоры, включенные встречно-параллельно основным, коммутирующие конденсаторы и дроссели, включенные последовательно с нагрузкой, и коммутирующий конденсатор, включенный параллельно нагрузке. В инверторах такого типа при изменении нагрузки и входного напряжения искажается форма напряжения и, кроме того, они неустойчивы к режиму короткого, замыкания.

Особенность предлагаемого инвертора заключается в том, что коммутирующие дроссели и конденсаторы включены в каждую фазу переменного тока. Причем дроссели выполнены с отпайками, между которыми включены резонансные фильтры высших гармонических составляющих.

Такое выполнение инвертора позволяет улучшить форму кривой выходного напряжения, повысить его надежность и осуществить гальваническое разделение входной и выходной цепей.

На чертеже изображена принципиальная схема описываемого инвертора (однофазное исполнение).

Тиристоры 1 и 2 и включенные антипараллельно им тиристоры 3 и 4 работают в противофазе с тиристорами 5, 6, 7, 8.

Частота следования импульсов управления на тиристоры 1 и 2, 5 и 6 определяет выходную частоту инвертора. Выходное напряжение инвертора в зависимости от момента открывания тиристоров 3, 4, 7, 8 (в соответствующих фазах) может регулироваться в широких пределах или стабилизироваться при изменении входного напряжения и нагрузки.

При открывании тиристоров 1 и 2 ток инвертора протекает в направлении, указанном на чертеже. Параметры реактивных элементов инвертора подбираются таким образом, чтобы частота собственных колебаний контура инвертор-нагрузка была выше выходной частоты инвертора. Поэтому тиристоры инвертора работают в режиме естественной коммутации.

При суммарной зарядке конденсаторов 9 приблизительно до двойного напряжения источника питания ток инвертора обращается в нуль, тиристоры 1 и 2 запираются, и могут открываться тиристоры 3 и 4, так как конденсаторы 9 заряжены с такой полярностью, что тиристоры 3 и 4 имеют на аноде плюс.

В зависимости от необходимого напряжения на выходе инвертора система управления подает сигнал на отпирание тиристоров 3 и 4. Открытые тиристоры 3 и 4 пропускают ток в обратном направлении. Затем включаются импульсами задающей частоты тиристоры 5 и 6, и ток инвертора продолжает протекать в том же направлении.

После запирания тиристоров 5 и 6 появляются условия для отпирания тиристоров 7 и 8. При отпирании тиристоров 7 и 8 ток снова меняет свое направление.

Затем все процессы повторяются.

За счет прохождения токов инвертора через фильтр основной гармоники 10 и фильтры 11 высших гармоник ток нагрузки сглаживается и по форме становится близким к синусоиде.

Реактивные элементы фильтра гармоник, вынесенные в контур нагрузки для совмещения их с реактивными элементами полосового фильтра основной гармоники, рассчитываются из условия резонанса на выходную емкость инвертора. Емкость 9 рассчитывается, исходя из заданного режима короткого замыкания, и расположение ее до и после нагрузки зависит от гальванической развязки инвертора с нагрузкой, что позволяет осуществить безтрансформаторное подсоединение нагрузки к преобразователю.

Емкость 12 подключается для надежной работы инвертора в режиме холостого хода. За счет того, что собственная частота колебательного контура инвертор-нагрузка при любом значении нагрузки выше частоты инвертора, тиристоры инвертора работают в режиме естественной коммутации, что повышает надежность и стабильность работы инвертора.