Инвертор

 

ИНВЕРТОР, содержащий мост управляемых вентилей, подключенный к входным выводам через линейный, дроссель, нагрузку и датчик напряжения , подключенные параллельно диагонали переменного тока моста, паралл.ельно диагонали постоянного тока которого включена цепь из двух последовательно-согласно соединённых пусковых управляемых вентилей, общая точка которых через пусковой парал лельный RC -контур подключена к общей точке одной пары противофазных управляемых вентилей моста, схема уп-равления , включающая генератор имг пульсов, связанный с управляемым коммутатором через формирователь импульсов , отличающийся тем, что, с целью повышения надежности пускового процесса при работе на нагрузку с низким коэффициентом мощности путем плавного изменения сопротивления пускового контура при упрощении силовой схемы, в него до- , полнительно вводятся регулятор фазы , задающий блок и управляемый ключевой элемент, через который выход задающего блока соединен с первым S входом генератора импульсов, а выход регулятора фазы - с вторым входом генератора импульсов и входом управляемого коммутатора, вход -регулятора фазы соединен с выходом датчика напряжения, а свободные управляющие выводы противофазных управляемых вентилей моста подклю:с чены к выходу формирователя импульед сов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) ()1) Н 02 М 7/515

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3619879/24-07 (22) 11.07.83 (46) 23.1 1.84. Бюл. И - 43 (72) Н.А. Кудрин, В.С. Чудновский, А.Я. Васенков, М.Г, Ахметов и В.И. Мазаев (53) 621.314.57(088 ° 8) (56) 1. Применение токов высокой частоты в электротермии. Под ред.

А.Е. Слухацкого; Л., "Машиностроение,"

1973, с. 238.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 647816, кл. Н 02 М 7/515, 1976. (54) (57) ИНВЕРТОР, содержащий мост управляемых вентилей, подключенный к входным выводам через линейный. дроссель, нагрузку и датчик напряжения, подключенные параллельно диагонали переменного тока моста, параллельно диагонали постоянного тока которого включена цепь из двух последовательно-согласно соединенных пусковых управляемых вентилей, общаяточка которых через пусковой параллельный )(С -контур подключена к общей точке одной пары противофазных управляемых вентилей моста, схема уп-.равления, включающая генератор им пульсов, связанный с управляемым коммутатором через формирователь им«! пульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности пускового процесса при работе на нагрузку с низким коэффициентом мощности путем плавного изменения сопротивления пускового контура при упрощении силовой схемы, в -него до- . полнительно вводятся регулятор фазы, задающий блок и управляемый ключевой элемент, через который выход задающего блока соединен с первым входом генератора импульсов, а выход регулятора фазы " с вторым входом генератора импульсов и входом управляемого коммутатора, вход регулятора фазы соединен с выходом датчика напряжения, а. свободные управляющие выводы противофазных управляемых вентилей моста подклю" чены к выходу формирователя импуль» сов.

1.125718

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам преобразования постоянного тока в переменный, и предназначено для питания индукционных установок повышенной частоты для плавки метал лов, сквозного нагрева заготовок лод обработку давлением, термообработки деталей в машиностроении и других целей. f0

Известен последовательно-параллельный автономный инвертор, схема которого по сравнению со схемой мостового инвертора обладает лучшими пусковыми и рабочими характеристика- 15 ми Я.

Недостатком этого инвертора явля1 ется .то, что напряжение на выходной диагонали моста выше, чем напряжение на нагрузке, вследствие чего прихо- 20 дится либо увеличивать класс вентилей, либо включать их последовательно.. Наиболее близким к изобретению является автономный мостовой инвертор, содержащий тиристорный мост, подключенный к входным выводам через линейный дроссель, и датчик тока, нагрузка и датчик напряжения включе30 ны параллельно диагонали переменного тока тиристорного моста, параллельно диагонали постоянного тока которого включены две цепи, каждая из которых состоит из двух последовательно-согласно соединенных тиристо- 35 ров, причем один вывод,пля подключения нагрузки соединен с общей точкой тиристоров одной цепи через один пусковой параллельный 5С -контур, 40 которая в свою очередь соединена с общей точкой тиристоров другой цепи через другой пусковой параллельный

RC -контур. Схема управления, к вход- ным выводам которой подключены выходы датчиков напряжения и тока, 45 включает генератор импульсов,. связанный с управляемым комму атором через формирователь импульсов f2) .

Известный преобразователь обеспе- 50 чивает пусковой режим на нагрузку с низким коэффициентом мощности.

Чем больше количество пусковых цепочек, тем лучше идет пусковой процесс.

С другой стороны это .ведет к усложнению схемы и не устраняет ступенчатое переключение пусковых 1С -контуров, снижающее надежность пуска.

Цель изобретения — повышение нЗ= дежности пускового процесса при работе на нагрузкку с низким коэффициентом мощности путем плавного изменения сопротивления, пускового контура лри упрощении силовой схемы.

Поставленная цель достигается тем, что в инвертор, содержащий иост управляемых вентилей, подключенный к входным выводам через линейный дроссель, нагрузку и датчик напряжения, включенные параллельно диагонали переменного тока моста, параллельно диагонали постоянного тока которого включена цепь из двух последовательно-согласно соединенных пусковых управляемых вентилей, общая точка которых через пусковой параллельный

RC -контур подключена к общей точке одной пары противофазных управляемых вентилей моста, схема управления, включающая генератор. импульсов, свя-, занный с управляемым коммутатором через формирователь импульсов, дополнительно вводятся регулятор фазы. задающий блок и управляемый ключе-, вой элемент, через который выход задающего блока соединен с первым входом генератора импульсов, а выход регулятора фазы — с вторым входом генератора импульсов и входом управляемого коммутатора, вход регулятора фазы соединен о, выходом датчика напряжения, .а свободные управляющие выводы противофазных управляемых вентилей моста подключены к выходу формирователя импульсов.

На фиг. 1 и 2 представлены функцио— нальная блок-схема и принципиальная схема предлагаемого устройства соответственно.

Инвертор содержит две пары противофаэных управляемых вентилей 1, 2 и

3, 4, нагрузку 5, пусковые управляемые вентили 6 и 7, пусковой

RC -контур 8, датчик 9 напряжения, управляемый ключевой элемент 10, регулятор 11 фазы, задающий блок 12, генератор 13 импульсов, формирователь 14 импульсов, управляемый коммутатор .15, линейный дроссель 16 и источник 17 постоянного напряжения.

Управляемые вентили 1-4 совмест-. но с коммутирующим конденсатором нагрузки 5 предназначены для коммутации тока источника 17 постоянного напряжения непосредственно, а венти125718 4

f5

Z5

В исходном состоянии управляющие переходы пусковых вентилей б и 7. через управляемый коммутатор 15 подключены к формирователю 14 импульсов. На вентилях 1 и 4 управляющих импульсов нет. Начальная частота гене. рации импульсов, определяемая задающим блоком 12, выбирается намного ниже резонансной частоты контура нагрузки 5. После подачи силового напряжения вентили 2, 7 и 6, 3 попарно начинают проводить ток. Величина этого тока, определяемая параметрами пускового 6С -контура и начальной частотой управляющих импульсов, выбирается много меньшей номинального значения. Углы запирания вентилей при этом максимальны, а это создает условия для надежного начального включения инвертора.

3 1 ли 6 и 7 — через пусковой 1 С -контур 8 в нагрузку 5.

Частота переключения вентилей определяется частотой управляющих импульсов, вырабатываемых генератором 13 импульсов, который через формирователь 14 подает управляющие на вентили 1-4, 6 и 7. В режиме независимого возбуждения инвертора частота генерации импульсов определяется задающим блоком 12, а в режиме самовозбуждения — регулятором

11 фазы. Переключение режимов работы производится по сигналу с датчика

9 напряжения управляемым ключевым элементом 10. Управляемый коммутатор 15 предназначен для коммутации управляющих импульсов с пусковых вентилей 7 и 6 на вентили 1 и 4 ин вертора. Команда на переключение формируется регулятором 11 фазы.

Устройство работает следующим образом.

Для надежного перехода инвертора на нагрузку необходимо задавать в линейном дросселе ток значительно больше начального значения (близким к.номинальному). Для этого после включения инвертора задающий блок 12 начинает плавно повышать частоту управляющих. импульсов. Сопротивление пускового 8С -контура падает, а ток в дросселе нарастает.,К моменту, когда частота управляющих импульсов становится близкой к резонансной частоте нагрузочного колебательного контура, ток в линейном дросселе

55 достигает заданной величины, а на нагрузке начинает расти напряжение.

По достижении напряжением на выходе датчика 9 определенного значения срабатывает ключевой элемент 10 и включает в работу регулятор 11 фазы, отключает задающий блок 12, по сигналу регулятора 11 фазы управляемый коммутатор 15 переключает управляющие импульсы с пусковых вентилей.б и 7 на вентили 1 и 4. Таким образом, ток в нагрузку коммутирует вентили 1-4, а инвертор работает в режиме самовозбуждения.

Датчик 9 напряжения представляет собой однофазный вентильный мост, подключенный через трансформатор

Трl к нагрузке, и элемент сравнения на транзисторе Т9-1. При срабатывании транзистора Т9-1 отпирается тиристор ключевого элемента 10 и срабатывает реле РЗ, которое замыкает свои н.о. контакты на выходе регулятора 11 фазы и размыкает н.з. контак. ты, на выходе задающего устройства 12.

Задающий блок 12 представляет собой инерционное звено на базе С -цепи. При размыкании кнопки

"Пуск" емкость начинает заряжаться от начального напряжения до напряжения питания. Напряжение на емкости подается на вход задающего генератора 13 (база Т13-1) через н.з. контакты РЗ. При этом частота генератора плавно изменяется в функции времени по экспоненциальному закону.

Регулятор 11 фазы работает следующим образом.

Напряжение с нагрузки через ТР1 подается на регулируемую фазосдвигающую ЙС -цепь (С11 — 1), затем выпрямляется вентильным мостом и подается на дифференцирующую цепь (С11-3). В точке максимума кривой напряжения производная его меняет знак. При этом переключается транзистор Т11-2 и переключает тран истор Т11-1, который синхронизирует работу задающего генератора 13 (при замкнутом контакте РЗ) . Одновременно импульсный трансформатор в цепи коллектора

Til-t отпирает тиристор в цепи реле

Р1 управляемого коммутатора 15 (цепи д, с ).

Задающий генератор 13 представляет собой симметричный транзисторно-тиристорный мультивибратор, а формирователь 14 импульсов — двухканальный, 112571 двухкаскадный усилитель импульсов с емкостной связью и импульсными трансформаторами на выходе (цепи с,d ).

Технические преимущества предлагаемого устройства в сравнении с базовым (серийный преобразователь

8 б

ТПЧТ-120, изготавливаемый по схеме известного устройства) выражаются в повышении надежности пуска, что уве. личивает срок службы и снижает затраты на ремонт. Трудоемкость изготовления инвертора и себестоимость также снижаются.

1125718

ВНИИПИ Заказ 8555/42 Тираж 666 Подпвсиое

Филиал ШШ "Патеат", з.Ужгород, мд.Проектжак, 4