Последовательный инвертор

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться для питания индукционных нагревательных установок. Целью изобретения является повышение надежности при сохранении высокого быстродействия и малых габаритов. Устройство содержит мост встречно-параллельно соединенных тиристоров 2,4,10,12 и диодов 3,5,11,13. Параллельно каждому тиристору подключена последовательная резистивно-емкостная цепь (РЕЦ) на элементах 16-23. Две РЕЦ 24-27 подключены между катодами тиристоров анодной группы и между анодами тиристоров катодной группы соответственно. Дроссели 6-9 расположены на общем магнитопроводе и включены согласно, что позволяет компенсировать разброс динамических характеристик обратных диодов. Ограничение напряжения на запирающихся тиристорах и скоростей их нарастания достигается за счет совместного действия указанных РЕЦ и дросселей. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (192 (П2 (512 4 Н 02 М 7/523

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО ИЗОБРЕТЕНИ 1М H OTHPWWV

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4214907/24-07 (22) 23.03.87 (46) 07 ° 04.89. Бюл. 1(- 13 (71) Ленинградский электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина) (72) Г.А.Захарчук, А.К.Юрьевский, С.В.Бондарев, А.Е.Слухоцкий . и П.А.Кошелев (53) 621. 314. 572 (008. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 930541, кл. Н 02 М 7/523, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Р 830621, кл. Н 02 М 7/523, 1979. (54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР (5?) Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться для питания индукционных нагревательных установок, Целью изобретения является повышение надежности при сохранении высокого быстродействия и малых габаритов. Устр-во содержит мост встречно †параллель соединенных тиристоров 2, 4, 10, 12 и диодов 3, 5, 11, 13, Параллельно каждому тиристору подключена последовательная резистивно-емкостная цепь (РЕЦ) на элементах 16-23. Две РЕЦ

24-27 подключены между катодами тиристоров анодной группы и между анодами тиристоров катодной группы соответственно. Дроссели 6-9 расположены на общем магнитопроводе и включены согласно, что позволяет компенсировать разброс динамических характеристик обратных диодов. Ограничение напряжения на запирающихся тиристорах и скоростей их нарастания достигается за счет совместного действия указанных РЕЦ и дросселей. 2 ил.

1471270

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано, например для питания индукционных нагревательных установок, а также в качестве промежуточного звена повышенной частоты в источниках питания постоянным током.

Целью изобретения является повышение надежности устройства при сох" ранении высокого быстродействия и малых габаритов, На фиг, 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2временные диаграммы.

Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, полюса которого подключены к входной диагонали инверторного моста. Смежные плечи моста образуют цепи: встречно-парал20 лельное соединение тиристора 2 и диода 3, тиристора 4и диода 5, последова. тельно включенные дроссели 6, 7 и 8, 9 и встречно-параллельное.соединение тиристора 10 и диода 11, тиристора 12 25 и диода 13.

Общие точки дросселей 6 и 7, дросселей 8 и 9 образуют полюсы выходной диагонали моста, к которой последовательно подключены конденсатор 14 и нагрузка 15. Параллельно каждому тиристору подключены цепи, представляющие собой последовательное соединение резистора 16 (17-19) и конденсатора 20 (21-23). Между катодами тиристоров 2 и 4, а также между анодами тиристоров 10 и 12 подключены цепи, состоящие из последовательно соединенных резистора 24 (25) конденсатора 26 (27). Дроссели 6 и 9 выпол- 4< иены на одном магнитопроводе и включены согласно. .Устройство работает следующим образом.

Для последовательного инвертора 45 характерны два режима работы: режим прерывистого. тока i нагрузки (диаграмма 28, фиг. 2 интервал -t ) и режим непрерывного тока интервал на той же диаграмме, Первый

6 режим имеет место при небольшой мощности нагрузки, например при большой величине ее активного сопротивления, когда необходимо ограничивать напря-, жение холостого хода.

Допустим, в интервале времени проводили ток тиристоры 2 и 12 (фиг. 1), а в интервале t.,-й диоды 3 и 13.

В момент t происходит выключение диодов 3 и 13 и на последних, а следовательно, и на тиристорах 2 и

12 происходит нарастание напряжения

U (диаграмма 29, фиг. 2). В интервале времени -t> все вентили заперты, а прямое напряжение в момент t npuкладывается к тиристору 2 через зазакрытые вентили 10 и 11, а к тиристору 12 через закрытые вентили 4 и 5 (фиг. 1). Иными словами, напряжение источника 1 питания прикладывается к запирающимся вентилям через весьма большие сопротивления, роль цепей

f6 19, 20 и 23 сводится к динамическому выравниванию напряжений.

Установленная мощность этих цепей и их габариты могут быть весьма малы ми. Ограничение Ы/йt на допустимом уровне осуществимо при больших величинах сопротивлений .и малых емкостях конденсаторов.

В режиме прерывистого тока нагрузки цепи 24, 26 и 25, 27 в работе схемы не участвуют, поскольку после запирания вентильной ячейки наступа- ет пауза тока нагрузки (например, интервал t - на фиг. 2), во время которой все вентили заперты.

Увеличение мощности, отдаваемой инвертором в нагрузку, достигается при частотном регулировании путем уменьшения паузы между моментами включения диагонально расположенных пар тиристоров; при некотором значении этой паузы, приблизительно равном периоду собственной частоты резонанса коммутирующего контура наблюдается режим непрерывного тока нагрузки.

В этом режиме включение очередной па" ры тиристоров, например 2 и 12 (фиг. 1), происходит, когда через диоды (5 и 11) протекает ток (момент фиг ° 2).

Рассмотрим процесс нарастания прямого напряжения на тиристоре 10 (фиг. 1). К аноду последнего по цепи: положительный полюс источника 1 питания, открытый тиристор 2, дроссели

6 и 7, тиристор 10 прикладывается положительный перепад напряжения °

Величина этого напряжения и скорость

его нарастания при отсутствии цепи

25 и 27 и магнитной связи между дрос" селями 7 и 9 определялись бы параметрами источника 1, дросселей 6 и 7 и цепи 18 и 22.

1471270

Фиг.2

При наличии цепи 25 и 27 и магнитной связи нарастанию напряжения на аноде тиристора 10 препятствуют следующие явления.

При включении тиристоров 2 и 12

-под действием тока нагрузки 15, протекающего по цепи: источник 1 питания, тиристор 2, дроссель 6, нагрузка 15. Конденсатор 14, дроссь 99 1О тиристор 12, источник 1 питания в дросселях 7 и 8 наводится ЭДС с полярностью, указанной на фиг. 1. Сумма напряжений на дросселях 7 и 8 через конденсатор 14 и нагрузку 15 прикладывается к запертым тиристорам

10 и 4 в обратной полярности (положительный полюс дросселя 8 к катоду

4, отрицательный полюс 7 — к аноду

10, ограничивая напряжение и скорость его нарастания) . Очевидно, что чем меньше сопротивление нагруз, ки 15, тем эффективнее это ограничение.

При включении тиристора 12 (момент диаграмма 29, фиг. 2) отрицательный перепад его анодного напряжения через цепь 25 и 27, передается на анод тиристора 10, частично компенсируя положительный пик напряжения и уменьшая скорость нарастания последнего (диаграмма 30, фиг. 2) . При включении тиристоров 4 и 10 процессы с учетом симметрии схемы могут быть рассмотрены аналогично.

В режиме непрерывного тока нагрузки цепь 25 и 27 (24 и 26) шунтирует запертый тиристор (10 и 4) через последовательно включенный открытый (12 и 2). Цепи IB и 22 (17 и 21) служат для компенсации инерционности носителей заряда в структурах 2 и 12, Формула изобретения

Последовательный инвертор, содержащий тиристорный мост, каждый тиристор которого зашунтирован обратным диодом и соединен последовательно с дросселем, причем между точками соединения дросселей каждых двух смежных противофазных плеч моста включена последовательная цепочка, состоящая из конденсатора и выходных выводов и образующая диагональ переменного тока моста, а также две защитные

RC-цепочки, причем первая включена между катодами тнристоров анодной .группы моста, а вторая — между анодами тиристоров катодной группы моста, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при сохранении высокого быстродействия и малых габаритов, дополнительно введены четыре последовательные резистивно-емкостные цепи, подключенные параллельно каждому тиристору, а все обмотки дросселей расположены на общем магнитопроводе и включены