Преобразователь переменного тока в переменный

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПЕРЕМЕННЫЙ, содержащий подключенный к выводам вьшрямителя через дроссели фильтра тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока и две последовательные цепочки, первая из которых состоит из дросселя и разделительного конденсатора, а вторая - из второго разделительного конденсатора, подключенного к первому выводу тиристорного моста, и цепи нагрузки, а также два вентиля, отличающийся тем, что, с целью упрощения за счет исключения дросселя и вентиля, он снабжен третьим разделительным конденсатором , включенным во вторую последовательную цепочку мезвду вторым выводом тиристорного моста и цепью нагрузки, выводы которой соединены с соответствующими разноименными элект (Л родами вентилей, другие электроды которых подключены к концам первой последовательной.цепочки, включенной между введёнными промежуточными выводами дросселей фильтра, а в качестве дросселя указанной цепочки использован дроссель насыщения.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСтиЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

4(si> Н 02 М 5/45

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

К ABTOPGHOMY CBNPETEJlbCTBV (21) 3460556/24-07 (22) 25.06.82 (46) 15.04.85. Бюл. Н - 14 (72) В.В. Шипицын, В.С. Ухов, В.И. Лузгин, А.А. Новиков, В.А. Чижевский, С.В. Житов и Л.И. Фаерман (71) Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М. Кирова и Центральный научно-исследовательский институт материалов и технологии тяжелого и транспортного машиностроения (53) 621.314.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 535695, кл. Н 03 М 7/515, 1973.

Авторское свидетельство СССР

ll» 425284, кл. Н 02 M 5/42, 1971.

Авторское свидетельство СССР

В 714599, кл. Н 02 М 7/513, 1978. коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока и две последовательные цепочки, первая из которых состоит из дросселя и разделительного конденсатора, а вторая — из второго разделительного конденсатора, подключенного к первому выводу тиристорного моста, и цепи нагрузки, а также два вентиля, отличающийся тем, что, с целью упрощения за счет исключения дросселя и вентиля, он снабжен третьим разделительным конденсатором, включенным во вторую последовательную цепочку между вторым выводом тиристорного моста и цепью нагрузки, выводы которой соединены с соответствующими разноименными электродами вентилей, другие электроды которых подключены к концам первой последовательной, цепочки, включенной между введенными промежуточными выводами дросселей фильтра, а в качест. ве дросселя указанной цепочки использован дроссель насыщения. (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА В ПЕРЕМЕННЫЙ, содержащий подключенный к выводам выпрямителя через дроссели фильтра тиристорный мост с.: ий:а.ъ:

Ф и=зэк:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ i;;, 1150712

Изобретение относится к устройст вам преобразователей техники и предназначено для питания током повышенной частоты однофазной активно-индуктивной нагрузки, например, ин- 5 дукционной плавильной печи или индукционной нагревательной установки.

Цель изобретения — упрощение путем исключения дросселя и вентиля.

На фиг.1 приведена схема устрой- 10 ства; на фиг.2 — диаграммы токов через тиристоры и через нагрузку в функции времени, иллюстрирующие принцип работы устройства в номинальном режиме. f5 I

Преобразователь содержит выпрямитель 1, питаемый от трехфаэной сети переменного тока. К выпрямителю через дроссели 2 и 3 фильтра подключен, инверторный мост, выполненный на тиристорах 4-7. В диагональ переменного тока моста включен коммутирующий конденсатор 8, а параллельно моступервая последовательная цепочка из двух разделительных конденсаторов

9 и 10 и нагрузки 11. Между промежуточными выводами дросселей фильтра включена вторая последовательная цепочка из дросселя 12 и разделительного конденсатора 13. Выводы активно-ЗО индуктивной нагрузки через вентили

14 и 15 соединены с промежуточными выводами дросселей фильтра.

Устройство работает следующим образом. 35

Предварительно заряжаются от выпрямителя через индуктивные элементы

2, 3 и 12 конденсатор 13 и конденсаторы 9 и 10, причем последние заряжаются до половины напряжения источ- 4о ника питания. Тиристоры 4, 7 и 5, 6 отпираются попарно-поочередно. В номинальном режиме при отпирании, например; тиристоров 4 и 7 в контуре инвертора в колебательном режиме про-" 5 текает импульс тока по цепи: конден-. сатор 9, тиристор 4, конденсатор 8, тиристор 7, конденсатор 10, активноиндуктивная нагрузка 1 1, конденсатор

9. После окончания колебательного So процесса тиристоры 4 и 7 самостоятельно выключаются. После некоторой бестоковой паузы отпираются очередные тиристоры 5 и 6, и через них протекает тоже в колебательном режиме 5S очередной импульс тока цо цепи: конденсатор 9, тиристор 5, конденсатор

8, .тиристор,б, конденсатор fO активно-индуктивная нагрузка 11, конденсатор 9. После окончания импульса тока тиристоры 5 и 6 выключаются.

После бестоковой паузы вновь отпираются тиристоры 4 и 7 и процесс повторяется аналогичным образом.

Всякий раэ импульсы тока протекают через нагрузку 11 снизу вверх, при этом частично разряжаются разделительные конденсаторы 9 и 10. Ток заряда этих конденсаторов также протекает через нагрузку 11, но в обратную сторону, т.е. сверху вниз. Таким образом, через активно-индуктивную нагрузку протекает переменный ток, частота которого определяется частотой отпирания тиристоров моста. При этом длительность импульсов тока в цепи тиристоров определяется собственной частотой контура коммутации ,инвертора, состоящего из последовательно соединенных конденсаторов 8, 9 и 10 и активно-индуктивной нагрузки 11, а длительность минимально допустимой бестоковой паузы определяется минимально необходимым временем, предоставляемым в схеме для восстановления управляемости тиристоров.

На диаграммах (фиг.2) обозначено:

1q,q - ток через тиристоры 4 и 7;

ig,g — ток через тиристоры 5 и 6; — ток через активно-индуктивную нагрузку 11 t „ — длительность бестоковой паузы; Т вЂ” период выходной частоты преобразователя.

При резко переменной нагрузке, например индукционная плавильная печь для черных металлов, активная и индуктивная составляющие сопротивления нагрузки 11 изменяются в значительных пределах. При этом меняется как собственная частота контура коммутации, так и величина напряжения на всех элементах контура, в том числе и на активно-индуктивной нагрузке 11. Изменение собственной частоты контура коммутации приводит к изменению длительности бестоковой паузы.

Поддержание требуемой бестоковой паузы легко достигается регулированием частоты отпирания тиристоров инверторного моста. Существенное уменьшение активной составляющей сопротивления нагрузки 11 могло бы привести к многократным перенапряжениям в схеме.

Чтобы исключить возможные перенапряжения, параллельно нагрузке 11

Составитель И. Жеребина

Редактор К. Волощук Техред С.Легеза Корректор В. Гирняк

Эаказ 2158/42

Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 подключена цепь из последовательно соединенных вентилей 14 и 15, дросселя насыщений 12 и конденсатора 13

Как только напряжение на активиоиндуктивной нагрузке 11 превзойдет по величине напряжение на конденсаторе 13, отпираются вентили 15 и 14 и через них течет обратный ток от коммутирующего контура (от активноиндуктивной нагрузки 11) в источник питания (в цепь конденсатора 13 через нелинейный дроссель 12). При этом прекращается дальнейший рост

1150712 4 напряжения как на активно-индуктивной нагрузке 11, так и на всех эпементах коммутирующего контура, в том числе и на тиристорах инверторного моста, Величина уровня ограничения напряжения устанавливается путем подбора параметров нелинейного дросселя 12. Чем дольше перемагничивается сердечник дросселя 12, тем

1О меньше средний за период обратный, ток,протекающий через вентили .I 5 и 14, тем выше уровень ограничения напряжения на элементах контура коммутации .