Высокочастотный инвертор

 

Изобретение относится к силовой преобразовательной и мелеет быть использовано в установках высокочастотного нагрева. Целью является повышение надежности и помехоустойчивости . Устройство содержит тиристорные мосты 1,2с последовательно встречно включенными отсекающими тиристорами (ОТ) 16, 17. Фильтровые конденсаторы 8, 9 подключены параллельно мостам 1, 2 совместно с ОТ 16, I7 и соединены с положительным входным выводом через питающие диоды 10, 1I. Параллельно каждому из ОТ 16, 17 включена последовательная цепочка из диода 18 (19), стабилитрона 20 (21) и датчика напряжения 22, 23. Датчики напряжения 22, 23 выходами соединены SS 00 ГчЭ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

159 4 " 02 М 7 523

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ М

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3880420/24-07 (22) 04.04.85 (46) 30.12.86. Бюл. М 48 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) И.Л.Аитов и Ф.K.Кутдусов ,(53) 621.314.572(088.8) (56).Булатов О.Г. Тиристорно-конденсаторные преобразователи. M.: Энергоиздат., 1982, с.176, рис. 7.7.

Авторское свидетельство СССР

Р 1212279, кл. Н 02 И 7/515.

Справочник по преобразовательной технике. / Под ред. И.M.×èæåíêî .

Киев: Техника, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 1171936,. кл. Н 02 M 7/515.

Авторское свидетельство СССР

Р 892623, кл. Н 02 И 7/515, 1981. (54) ВЫСО1(ОЧАСТОТНИЙ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в установках высокочастотного нагрева. Целью является повышение надежности и помехоустойчивости. Устройство содержит тиристорные мосты 1, 2 с последовательно встречно включенными отсекающими тиристорами (ОТ) 16, 17. Фильтровые конденсаторы 8, 9 подключены параллельно мостам 1, 2 совместно с ОТ 16, 17 и соединены с положительным входным выводом через питающие диоды 10, 11. Параллельно каждому из ОТ 16, 17 включена последовательная цепочка из диода 18 (19), стабилитрона 20 (21) и датчика напряжения 22, 23. Датчики напряжения 22, 23 выходами соединены

1 280682

40 с системой управления 24 ОТ 16 17.

Каждый вывод нагрузки 15 соединен через дроссель 13 (14) с катодом соответствующего ОТ 16 (17) и непосредственно — с анодом другого. ОТ 17 (16). При выключении тиристоров мосИзобретение относится к электротехнике, а именно, к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в технике индукционного нагрева металлов в вакууме, литья алюминия в магнитный кристаллизатор и в других установках высокочастотного нагрева.

Цель изобретения вЂ,повышение надежности и помехоустойчивости устройства, На фиг.1 изображена схема высокочастотного инвертора; на фиг.2 — схема системы управления отсекающими тиристорами.

Высокочастотный инвертор (фиг.1) состоит из тиристорных мостов 1 и 2, содержащих тиристоры 3 — 6, с коммутирующими конденсаторами 7 в диагоналях, конденсаторов 8 и .9 фильтра,, соединенных с источникм питания через питающие диоды 10 и 11 и входной дроссель 12 со средним выводом, коммутирующие дроссели 13 и 14, подклю-. ченные одними выводами соответствен.но к тиристорным мостам 1 и 2, а другими к нагрузке .15, отсекающие тиристоры 16 и 17, к катодам которых подсоединены катодами диоды 18 и 19, последовательно с которыми включены одноименными выводами стабилитроны 20 и 21, а также входы датчиков 22 и 23 напряжения, выходы которых подключены к системе 24 управления отсекающими тиристорами 16 и 17. Выход задатчика 25 напряжения подключен к третье му входу системы 24 управления отсекающими тиристорами, а выходы системы управления инвертором 26 подключены к управляющим входам тиристоров

3 — 6 мостов 1 и 2. Система 24 управления отсекающими тиристорами состои: из компараторов 27 и 28, первые входы которых объединены и соединены с задатчиком 25 напряжения, вторые входы подключены к датчикам 22 и 23 натов ток нагрузки за счет накопленной в дросселе 13 или 14 энергии убывает до нуля плавно с малой крутизной, вследствие чего не возникает перенапряжений. з. и. ф-лы.

2 ил.

1 пряжения, а выходы через усилителиформирователи 29 и 30 — к управляющим входам отсекающих тиристоров !6 и 17

"„оответственно.

Высокочастотный инвертор (фиг.1) в установившемся режиме работает следующим образом.

При формировании системой управления инвертором импульсов управления

14 на тиристоры (например, 3 и 5 моста 1) они включаются и коммутирующий конденсатор 7, заряженный с укаэанной на фиг.1, д полярностью, переэаряжается по цепи: коммутирующий конденсатор ?, 15 тиристор 5, дроссель 13, нагрузка 15, конденсатор 8 фильтра, .тиристор 3, конденсатор 7. Направление тока в нагрузке 15 показано на фиг.1 сплошной стрелкой. Когда напряжение на конден20 саторе 7 моста 1 (после перезаряда

его на обратную полярность) превысит напряжение на конденсаторе 8 фильтра, отпирается диод 18, а при достижении разности этих напряжений напряжения

25 пробоя стабилитрона 20, он пробивается и датчик 22 напряжения начинает измерять указанную разность напряжений с учетом напряжения стабилизации стабилитрона 20. В системе 24 управ30 ления отсекающими тиристорами с помощью компаратора 27 сравниваются вы1 ходные сигналы датчика 22 и задатчика 25 напряжения и при их равенстве компаратор 27 выдает сигнал, который

35.усиливается в усилителе-формирователе 29 и подается на вход отсекающего тиристора 16. В результате тиристор

16 включается, тиристоры 3 и 5 и мост 1 запирается и к ним прикладывается заданное с учетом напряжения стабилизации стабилитрона 20 задатчиком 25 напряжения обратное напряжение. Затухающий ток нагрузки продолжает протекать через нее в том же

45 направлении по цепи: коммутирующий дроссель 13, нагрузка 15, отсекающий

1280682 тиристор 16, дроссель 13 за счет накопленной в коммутирующем дросселе

13 энергии. При этом ток нагрузки убывает до нуля плавно, с малой крутизной, вследствие чего не возникает перенапряжений. На этом заканчивается формирование полупериоца тока нагрузки.

В следующий такт работы системы управления инвертором 26 она выдает импульсы управления на тиристоры 3 и 5 моста 2 и его коммутирующий конденсатор 7, заряженный с указаннной на фиг.1 полярностью, перезаряжается по цепи: коммутирующий конденсатор 15

7, тиристор 5, дроссель 13, конденсатор 9 фильтра, тиристор 3, конденсатор 7. Направление тока в нагрузке показано на фиг.1 пунктирной стрелкой. При превышении разности напря- 20 жений на конденсаторах 7 (моста 2) и 9 нулевого значения, отпирается диод 19, а при достижении этой разности напряжения пробоя стабилитрона

21, он пробивается и датчик 23 начи- 25 нает измерять укаэанную разность напряжений с учетом напряжения стабилизации стабилитрона 21. В компараторе

28 системы 24 управления сигналы датчика 23 и задатчика 25 сравниваются ЗО и при их равенстве компаратор 28 выдает сигнал на усилитель-формирователь 30, который включает тиристор

17. В результате тиристоры 3 и 5 моста 2 запираются и к ним прикладывается заданное с учетом напряжения стабилизации стабилитрона 21 задатчиком 25 напряжения обратное напряжение. Затухающий ток нагрузки продолжает протекать в том же направлении пс цепи: нагрузка 15, отсекающий тиристор 17, коммутирующий дроссель 14, нагрузка 15. При уменьшении тока нагрузки до нуля заканчивается формирование второго полупериода тока в ней.

В следующий такт работы устройства импульсы управления подаются на тиристоры 4 и 6 моста 1 и процессы повторяются. Ток через нагрузку 15 протекает в направлении сплошной стрелки. Затем подаются импульсы управления на тиристоры 4 и 6 моста 2 и процессы вновь повторяются, при этом ток нагрузки течет в противоположном направлении. На этом заканчивается полный цикл работы высокочастотного инвертора и второй период тока в нагрузке. Далее процессы повторяются.

Введение стабилитронов 20 и 21 последовательно с датчиками 22 и 23 повьш ает КПД устройства за счет умень— шения подводимого к датчикам 22 и 23 напряжения и, следовательно, потерь в них.

Формула и з обретения

1. Высокочастотный инвертор, содержащий соединенные через полуобмотки фильтрового дросселя с входны— ми выводами конденсаторы фильтра, параллельно которым подключены цепочки, состоящие каждая из тиристорного с коммутирующим конденсатором моста, последовательно соединенного с отсекающим тиристором так, что общая точка катодов этого тиристора и тнристоров катодной группы моста соединена через коммутирующие дроссели с соответствующим выходным выводом, а также через диоды и датчики напряжения с входами системы управления отсекающими тиристорами, включающей в себя компаратор и усилители-формирователи, связанной с выходом задатчика напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены стабилитроны и питающие диоды, включенные между положительным входным выводом источника питания и точкой соединения конденсаторов фильтра с указанными цепочками, а стабилитроны включены последовательно в цепи датчиков напряжения и соединены одноименными выводами с диодами, причем выходные выводы подключены к противоположным выводам входного дросселя, конденсаторам фильтра, анодам отсекающих тиристоров и вторым входным выводам датчиков напряжения противофазных тиристорных.мостов.

2. Инвертор по и.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повьш ения помехоустойчивости, в систему управления отсекающими тиристорами введен второй компаратор, причем первые входы компараторов объединены и соединены с задатчиком напряжения, а выходы через усилители-формирователи подключены к управляющим входам соответствующих отсекающих тиристоров.

1280682

Составитель А. Рухман

Редактор А. Ревин Техрех Л.Сердюкова Корректор Л. Пилипенко

Заказ 7132/57

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственнога комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4