Последовательный резонансный инвертор

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в индукционных нагревательных установках. Целью является Зф х я, ь я повьпиение надежности путем ограничения выходного напряжения при расширенных пределах изменения параметров нагрузочного контура. Устройство содержит мост на тиристорах 4-7 со встречными вентилями 8 - 11. В диагональ переменного тока моста включены коммутирующие конденсаторы 14 и 15 и дроссели 12 и 13 и нагрузка 30, Нагрузка 30 подключена к фильтровому конденсатору 3 через цепочки,состояш;ие51из конденсаторов 16 - 19, обратных вентилей 20 - 23 и насьш1ающихся реакторов 24 - 27. Дополнительные дроссели 28 и 29 шунтируют соответственно элементы 20, 16, 24 и 19, 27, 23. При возрастании амплитуды выходного напряжения вьш1е уровня 0,5 от входного напряжения, отпираются вентили 20, 23 или 21, 22 обеих цепей в зависимости от полярности выходного напряжения. В результате напряжение на нагрузки ограничивается на уровне ниже допустимого , что сохраняет работоспособность инвертора в самых тяжелых режимах. 1 ил. tu/ J-o Зе 7 к j и « j, йй-- - М1 (Л ю J ч1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5D 4 Н 02 И 7/523

О 1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ВСЕ(.1ЖЗН А Я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3957418/24-07 (22) 25.09.85 (46) 23.02.87. Бюл. В 7 (71) Уральский политехнический институт им. С.И.Кирова, Волжское объединение по производству легковых автомобилей и Центральный научноисследовательский институт материалов и технологии тяжелого и транспортного машиностроения (72)"В.В.Шипицын, В.С.Ухов, В.И.Лузгин, А.А.Новиков,Н.Н.Четверня, В.С.Третьяков, А.И.Александров, В.И.Шигин, С.В.Житов, Л.И.Фаерман и С.А.Рачков (53) 621.314.572(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 10032?3, кл. Н 02 И 7/523, 1981.

Руденко В.С. и др, Основы преобразовательной техники. — И.: Высшая школа, 1980. (54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЬЙ РЕЗОНАНСНЫЙ . . ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к преобраэоьательной технике и может быть использовано в индукционных нагревательных установках. Целью является

Л0„„1292147 А 1 повышение надежности путем ограничения выходного напряжения при расширенных пределах изменения параметров нагрузочного контура. Устройство содержит мост на тиристорах 4-7 со встречными вентилями 8 — 11. В диагональ переменного тока моста включены коммутирующие конденсаторы 14 и

15 и дроссели 12 и 13 и нагрузка 30, Нагрузка 30 подключена к фильтровому конденсатору 3 через цепочки,состоящие из конденсаторов 16 - 19, обратных вентилей 20 - 23 и насыщающихся реакторов 24 — 27. Дополнительные дроссели 28 и 29 шунтируют соответственно элементы 20, 16, 24 и 19, 27, 23. При возрастании амплитуды выходного напряжения выше уровня 0 5 от входного напряжения, отпираются вентили 20, 23 или 21, 22 обеих цепей в зависимости от полярности выходного напряжения. В результате напряжение на нагрузки ограничивается на уровне ниже допустимого, что сохраняет работоспособность инвертора в самых тяжелых режимах. 1 ил.

1292147

Изобретение относится к преобразовательной технике с применением полупроводниковых вентилей, предназначено для необратимого преобразования энергии постоянного тока на входе в энергию переменного тока повышенной частоты на выходе и может найти применение для питания током повышенной частоты однофазной переменной нагрузки, например индукционной нагревательной установки для стали.

Цель изобретения — повышение надежности инвертора путем ограничения его выходного напряжения при расширенных пределах изменения параметров нагрузочного контура.

На чертеже приведена схема устройства. 20

В схеме инвертора через фильтровые дроссели 1 и 2 к входным зажимам плюс" и минус подключены фильтровый конденсатор 3 и тиристорный мост, выполненный на тиристорах 4 — 7, ко- 25 торые эашунтированы встречно-параллельными вентилями 8 — 11. Выходные зажимы инвертора подключены к выводам диагонали переменного тока тиристорного моста и общим точкам 30 соединения тиристорав 4 и 6,5 и 7 через последовательно соединенные коммутирующие основной и дополнитель. ный дроссели 12 и 13 и конденсаторы

14 или 15 соответственно. Конденсаторы 16 — 19, обратные вентили 20 — 2" и насыщающиеся реакторы 24 — 27 соединены в последовательные цепи, которые попарно подключены параллельно фильтровому конденсатору 3 и ти- р ристорному мосту. Общие выводы этих цепей соединены с выходными зажимами инвертора, последовательность соединения элементов 16 и 24, 19 и 27 может быть любой, Каждый крайний вентиль 20 или 23 и последовательно соединенные конденсаторы и насыщающиеся реакторы 16 и 24 или 19 и 27 цепей зашунтированы соответствующим дополнительным дросселем 28 или 29.

К выходным зажимам инвертора подключен параллельный нагрузочный контур из активно-индуктивной нагрузки {индуктора) 30 и батареи коммутирующих конденсаторов 31.

В номинальном режиме инвертор работает следующим образом.

Предварительно от источника "плюсминус" через фильтровые дроссели 1 и 2 заряжаются фильтровый конденсатор 3 до полного напряжения источника и дополнительные конденсаторы 16

19 па последовательной цепи 16-24-28†-25-30-26-l8-29-27-19 — до четверти напряжения источника питания каждый. Тиристоры 4 — 7 моста отпираются попарно поочередно> при этом через элементы контура инвертора и через нагрузку протекают импульсы переменного тока, образуя на контуре нагрузки переменное напряжение высокой частоты. Так, например, при отпирании тиристоров 4 и 7 импульс тока протекает по цепи 3-4- 14-12-30 и

31-13-15-7-2. Через нагрузочный контур 30 и 31 этот импульс протекает слева направо. После окончания импульса тока через тиристоры 4 и 7 отпираются встречно-параллельные вентили 8 — 11 и через них в том же контуре, но в обратном направлении протекает импульс тока от частичного разряда конденсаторов 14 и 15 по цепи 14-8-3-11-15-13-30 и 31-12-14.

Через нагрузку 30 и 31 этот импульс тока протекает справа налево, Спустя некоторый промежуток времени после начала импульса через встречнопараллельные вентили 8 и 11 отпираются очередные тиристоры 5 и 6 моста, и через них протекает очеред-ной импульс тока по цепи 3-5-15-13-30 и 31-12-14-6-3. В нагрузке 30 и

31 этот импульс тока протекает справа налево, т,е. совпадает по направлению с импульсом тока вентилей 8 и

11. По окончании этого импульса тока отпираются встречно-параллельные вентили 9 и 10, и через них в том же контуре, но в обратную сторону протекает импульс тока от частичного разряда конденсаторов 14 и 15 по цепи 15-9-3-10-14-12-30 и 31-13-15.

Через нагрузку 30 и 31 этот импульс протекает слева направо, т,е. снова сменяется свое направление ° Спустя некоторый промежуток времени после начала импульса через вентили 9 и 10 вновь отпираются очередные тиристоры 4 и 7, и через них протекает очередной импульс тока аналогично описанному, совпадая в нагрузке 30 и

3i по направлению с импульсом така вентилей 9 и 10. Таким образом, при очередном отпирании тиристорав 4 и 7 или 5 и 6 через нагрузочный контур

30 и 31 протекает переменный ток, 129214? создавая в нем падение напряжения, пропорциональное величине его эквивалентного сопротивления. Описанный режим имеет место при сопротивлении нагруэочного контура, не превышающего некоторой допустимой величины.

Формула изобретения

Составитель И. Жеребина

Редактор Н. Марголина Техред А.Кравчук

Корректор Л. Пилипенко

Заказ 283/56 Тираж 661

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Если сопротивление контура нагрузки возрастает выше допустимой величины (что может иметь место, например, в конце плавки черных металлов в индукционных плавильных печах), происходит возрастание выходного напряжения на зажимах инвертора так же сверх допустимой величины, что приводит к снижению времени для восстановления управляемости тиристоров и к снижению надежности работы инвертора, Ограничение выходного напряжения инвертора достигается применением описанных цепей, которые работают следующим образом.

При возрастании амплитуды выходного напряжения инвертора выше уровня

0,5 от входного напряжения отпираются вентили 20 и 23 или 21 и 22 обеих цепей в зависимости от полярности выходного напряжения. При этом импульсы обратного тока из контура нагрузки в контур источника питания

1(в фильтровый конденсатор) протекают ,по цепям 30,31-25-17-20-3-23-18-26;-30,31 или 30,31-21-24-16-3-18-27-22 -30 31. В результате напряжение на нагрузке ограничивается на уровне ниже допустимого, что сохраняет работоспособность инвертора даже в самых тяжелых режимах, когда индуктор пуст, а нагрузочный контур имеет максимальное сопротивление. Насыщающиеся реакторы 24 — 27 необходимы для поддержания выходного напряжения и выходной мощности инвертора на максимально допустимом уровне.

При отсутствии в цепях насыщающихся реакторов амплитуда выходного напряженил иннертора снизилась бы до уровня 0,5 от выходного напряжения инвертора, что привело бы к снижению мощности инвертора в два раза по срав5 нению с допустимой °

Последовательный резонансный инвертор, содержащий подключенные к входным зажимам через дроссели фильтра фильтровьМ конденсатор и тиристорный мост с встречно-параллельно включенными вентилями, в диагональ переменного тока которого включены последовательно соединенные основные коммутирующие конденсатор и дроссель и цепь нагрузки, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повы20 шения надежности путем ограничения выходного напряжения при расширенных пределах изменения параметров нагрузочного контура, он снабжен четырьмя конденсаторами, обратными вентилями и насыщающимися реакторами, а также двумя дросселями и дополнительными коммутириющими . последовательно соединенными конденсатором и дросселем, причем цепь нагрузки включена в диагональ переменного тока между основными и дополнительными коммутирующими конденсаторами и дросселями, а каждый вывод цепи нагрузки подключен к обкладкам фильтрового кон35 денсатора через соответствующие цепочки, состоящие каждая из последо" вательно сбединенных конденсатора, насыщающегося реактора и обратного вентиля, причем каждый крайний вен40 тиль одной цепи и каждые крайние последовательно соединенные конденсатор и насыщающийся реактор другой цепи,подключенные к общей обкладке фильтрового

:конденсатора, зашунтированы соот45 ветствующим введенным дросселем.