Последовательный тиристорный инвертор

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (»)1003275 (61 ) Дополнительное к а вт, с вид-ву N 547 01 9 (22) Заявлено 23.12.81(2l ) 3368529/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 07.03.83. Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 07.03.83 (5t)М. Кл.

Н 02 М 7/515

Гасумрстивкьй квттитет

СССР

te аеваи кмвретеккй к вткритнй

{53) УДК 621. .3 14.57 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. И. Гутин, С. В. Шапиро, И. P. Исхаков и А. (71) Заявитель о

Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе

° тах схемы инвертора и при отсутствии цепи сброса энергии.

Наличие этой цепи при величинах активного сопротивления нагрузки больших некоторого критического значения, обусловливает внутреннюю циркуляцию энергии в схеме, вызывающую дополнительную непроизводительную загрузку вентилей и снижающую КПД инвертора.

1о Цель изобретения — повышение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в последовательный тиристорный инвертер введены последовательно соединенные датчик напряжения, выпрямитель, фильтр, пороговое устройство, генератор импульсов, блок включения и дополнительный источник питания, подключенный к обмотке управления магнитного усилителя, причем его рабочая

2о обмотка включена последовательно с диодом, а вход датчика напряжения подключен к выводам коммутирующего дросселя.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть применено в устройствах индукционного нагрева и плавки металла.

По основному авт. св. И 547019 известен последовательный тиристорный инвертор, состоящий из мостовых преобразовательных ячеек с коммутирующими конденсаторами в диагонаЛях, причем цепь нагрузки включена последовательно с конденсатором фильтра и коммутирую.щим дросселем, а к общей точке соединения последних подключен анод диода, катод которого подключен к положительному зажиму источника питаниями. Ц.

Недостатком данной схемы инвертора является невозможность бесконтактного отключения цепи сброса энергии на фильтровый конденсатор при больших значениях активного сопротивления нагрузки, достаточных для, так называемого, самоогра-. ничения раскачки напряжения на элемен(54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ТИРИСТ ОРНЫЙ ИНВЕРТОР

3 10032

На чертеже приведена электрическая схема последовательного тиристорного инвертора.

Последовательный тиристорный инвертор состоит из двух мостовых ячеек

1 и 2 (тиристоры 3 — 6 ячейки 1 и тиристоры 7 - 10 ячейки 2) с коммутирующими конденсаторами 11 и 12 в диагоналях переменного тока, подключенних через входной дроссель 13 к источнику t0

14 литания, зашунтированному фильтровым конденсатором 15; причем цепь 16 нагрузки включена последовательно с раз» делительным конденсатором 17 и коммутирующим дросселем 18, а образованная 15 последовательная цепочка через входной дроссель 13 под ыпочена к фильтровому конденсатору 15, диода 19, магнитного усилителя 20, рабочая обмотка 21 которого образует с диодом 19 последователь 20 ную цепь, подключенную катодом диода

19 к положительному зажиму источника

14 питания и одним из выводов рабочей обмотки 21 к общей точке соединения коммутирующего дросселя 18 и разделительного конденсатора 17, при этом к управляющей обмотке 22 магнитного усилителя 20 подключены дополнительный источник 23 питания с устройством 24 включения и отключения, а к зажимам коммутирующего дросселя 18 присоединен датчик 25 напряжения, выход которого через выпрямитель 26, фильтр 27, пороговое устройство 28 и генератор 29 импульсов подключен к входу блока 24 включения и отключения.

Предлагаемый инвертор в квазиустановившемся режиме работает следующим образом.

Фильтровый конденсатор 15, раздели40 тельный конденсатор 17 нормально заряжены до. напряжения источника 14 питания.

Пусть коммутирующие конденсаторы

11 и 12 имеют полярность напряжения, 45 указанную на фиг. 1.

При включении тиристоров 3 и 5 ячейки 1 и дополнительного источника

23 питания происходит колебатегц.ный перезаряд коммутирующего конденсатора

11 по цепи: разделительный конденсатор

17, тиристор 3, коммутирующий конденсатор 11, тиристор 5, нагрузка 16, коммутирующий дроссель 18, разделительный конденсатор 17.

При переходе тока тиристоров 3 и 5 через максимальное значение полярность. напряжения на коммутирующем дросселе

18 меняется на противоположную и, как

75 4 только напряжение на дросселе 18 станет выше суммарного напряжения нагрузки 16, фильтрового конденсатора 15 и рабочей обмотки 21 магнитного усилителя 20 включается диод 19, сбрасывая излишнюю энергию с коммутирующего дросселя 18 и нагрузки 16 на фильтровый конденсатор 15.

В момент включения диода 19 ток коммутирующего конденсатора 11 сразу прерывается и напряжение.на нем фиксируется, ограничивая рост напряжения на элементах схемы. После израсходования запаса электромагнитной энергии коммутирующим дросселем 18 диод 19 выключается. Далее аналогично работают тиристоры 7 и 9 ячейки 2, затем тиристо ры4и6 ячейки1 иэаканчивается полный цикл работой тиристоров 8 и 10 ячейки

2.

Таким образом, в течение полного цикла работы всех вентилей инвертора в нагрузке получают четыре полных периода тока высокой частоты.

При работе инвертора на нагрузку, изменяющую в широком диапазоне свои параметры (например, индуктор тигельной сталеплавильной печи или индуктор для методического нагрева кузнечных заготовок}, имеются режимы (сопровождающиеся увеличением эквивалентного активного сопротивления нагрузки и повышением напряжения на элементах схемы), когда большая часть мощности расходуется в нагрузке (это режимы в конце плавки или при выходе заготовок из индуктора) и дополнительно сбрасывать энергию с коммутирующего дросселя на фильтровый конденсатор не надо. Если производить такой сброс, то КПД инвертора снижается, так как часть мощности отводится от нагрузки.

Для устранения указанного недостатка контролируют напряжение на коммутирующем дросселе 18, выпрямителе 26, фильтруют с помощью фильтра 27 и как только это напряжение достигает заданного уровня (при котором напряжения на вентилях не превышают номинального) срабатывает пороговое устройство 28, запуская генератор 29 импульсов Поспедний, воздействуя на блок 24 включения и отключения, отключает дополнительный источник 23 питания. При выключении дополнителнного источника 23 питания возрастает индуктивность рабочей обмотки 21 магнитного усилителя 20, отключая тем самым цепь сброса излишней энергии.

5 1003275 4

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ченный к обмотке управления магнитного

Последовательный тиристорный инвер- усилителя, причем его рабочая обмотка тор по авт. св. № 547019, о т л и — включена последовательно с диодом, а ч а ю шийся тем, что, с целью новы» вход датчика напряжения,. подключен к щения КПД, в него введены последователь- З выводам коммутирующего дросселя. но соединенные датчик напряжения,выпря- Источники информации, .митель, фильтр, пороговое устройство, принятые во внимание при экспертизе генератор импульсов, блок включения и 1. Авторское свидетельство СССР дополнительный источник питания, подклю- . ¹ 547019, кл. Н 02 М 7/515, 1974. (Составитель В. Авдеев

Редактор С. Юско Техред С.Мигунова Корректор Н. Корол

Заказ 1584/42 Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4