Инвертор

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках питания индукционных нагревательных установок. Цель изобретения - повышение надежности. Устройство содержит мост на тиристорах 4-7 и двух обратных диодах 8, 9. Секции 11, 12 коммутирующего дросселя 10 включены согласно и соединены последовательно с секциями 15, 16 коммутирующего конденсатора 13 и нагрузкой 14. При подаче управляющих импульсов на противолежащие тиристоры моста коммутирующий конденсатор 13 колебательно перезаряжается по двум параллельным ветвям, образованным всеми плечами моста. К выключающейся паре тиристоров в течение интервала проводимости одного из диодов 8, 9 прикладывается обратное напряжение, равное прямому падению напряжения на этом диоде, при этом тиристоры восстанавливаются. Коммутационные потери во всех тиристорах ограничены за счет скорости изменения тока коммутирующим дросселем. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„153993

А1 (51) 5 Н 02 И 7/523

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4422614/24-07 (22) 30.03.88 (46) 30.01.90. Бюл. В 4 (71)Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) А.В.Иванов, И.М.Иульменко и А.M.Óðæóìñêîâ (53) 621.314.572 (088.8) (56) Руденко В.С., Сенько В.Н., Чиженко И.Н. Основы преобразовательной техники. M.: Высшая школа, 1980, с. 229, рис. 435а.

Авторское свидетельство СССР

В 830621, кл. Н 02 M 7/523, 1979.

Авторское свидетельство СССР ,В 1173508, кл. Н 02 И 7/515, 1983. (54) ИНВЕРТОР ! (57) Изобретение онтосится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках питания индукционных нагревательных установок.

Цель изобретения — повышение надежности. Устр-во содержит мост на тиристорах 4 — 7 и двух обратных диодах 8, 9. Секции 11, 12 коммутирующего дросселя 10 включены согласно и соединены последовательно с секциями 15, 16 коммутирующего конденсатора 13 и нагрузкой 14. При подаче управляющих импульсов на противолежащие тиристоры моста коммутирущий конденсатор 13 колебательно перезаряжается по двум параллельным ветвям, образованным всеми плечами моста. К выключившейся паре тиристоров в течение интервала проводимости одного из диодов 8, 9 прикладывается обратное напряжение, 1539938 равное прямому падению напряжения на этом диоде, при этом тиристоры восстанавливаются. Коммутационные потери во всех тиристорах ограничены за счет скорости изменения тока. коммутирующим дросселем. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, в частности к преобразователям энергии по- 15 стоянного тока в энергию переменного, и может быть использовано в качестве источника питания повьппенной частоты в электротехнологических установках, например, для индукционного нагрева. 20

Цель изобретения — повышение надежности.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема инвертора; на фиг. 2 и 3 — варианты подключения об- 25 ратных диодов к мосту; на фиг.,4— временные диаграммы токов -i и напряжений У соответствующих элементов, поясняющие работу инвертора.

Инвертор (фиг. 1) содержит связанный с входными вызодами через фильтрующий дроссель 1 с двумя обмотками 2 и 3 мост на тиристорах 4—

7, два из плеч которого зашунтированы обратными диодами 8 и 9, коммутирующий дроссель 10, образованный двумя согласно включенными секциями 11 и

12, а также коммутирующий конденсатор 13 и нагрузку 14. Секции 11 и 12 коммутирующего дросселя 10 включены последовательно в диагональ перемен-, ного тока моста. Коммутирующий конденсатор 13 выполнен из двух секций 15 и 16 с изолированными выводами, и соответствующие секции коммутирующих 45 конденсатора 13 и дросселя 10 соединены в две последовательные цепи 15, 11 и 16, 12, между которыми включена нагрузка 14.

Обратные диоды 8 и 9 могут быть подключены к любой паре смежных плеч моста, например к тиристорам 5 и 7 (фиг. 1), к тиристорам 4 и 5 (фиг . 2), к тиристорам 4 и 6 (фиг. 3) или к тиристорам 6 и 7.

Инвертор работает следующим обра55 зом °

Начиная с момента пуска в управля.ющие цепи тиристоров моста поступают импульсы тока от блока управления (диаграммы й.з, 1., фиг. 4) поочередно на пары противоположных тиристоров, благодаря чему поочередно отпираются сначала тиристоры 4 и 7, затем тиристоры 5 и 6. В стационарном режиме работы (после нерастания средних значений тока дросселя 1 от нуля до уровня, соответствующего потребляемой мощности в течение ряда периодов) в схеме протекают следующие электромагнитные процессы.

В момент t (фиг. 4), когда включены тиристоры 5 и 6 и секции 15 и

16 коммутирующего конденсатора 13 заряжены за счет тока, текущего от источника через дроссель 1, тиристоры 4 и 7, конденсатор 13 начинают разряжаться через дроссель 10, нагрузку

14 и по двум параллельным цепям, образованным парами тиристоров 6, 4 и 7, 5.

В момент t< ток нагрузки достигает величины входного тока инвертора, тиристоры 6 и 5 выключаются, после чего ток разряда конденсатора 13 продолжает протекать через тиристор 7 и диод 8, при этом на выключенных тиристорах 5 и 6 поддерживается обратное напряжение, равное прямому падению напряжения на диоде 8.

В момент С вследствие перезаряда конденсатора 13 и снижения тока диода 8 последний выключается, и к тиристорам 5 и 6 прикладывается прямое напряжение, равное напряжению на диагонали переменного тока моста. Таким образом, интервал t — t< является временем, представленным схемой на

I восстановление тиристоров 5 и 6. Начиная с момента t входной ток инвер2 тора течет по цепи, обмотка 2 дросселя 1, тиристор 4, секция 11 дросселя

10, секция 15 конденсатора 13, нагрузка, секция 16 конденсатора 13, секция 12 дросселя 10» тиристор 7, и происходит заряд секций конденсатора 13

5 5 до момента конца первого полупериода выходного тока инвертора.

В момент t9 управляющие импульсы (фиг. 4) включают тиристоры 5 и 6 и начинается формирование второго полупериода выходного тока, аналогичное формированию первого полупериода на интервале t — t>.Ñåêöèè 15 и 16 конденсатора 13, заряженные напряжением полярности, обратной показанной на фиг. 1, разряжаются через диагональ переменного тока и две параллельные цепи, образованные проводящими плечами моста. В течение интервала — t+ происходит коммутация входного тока моста с тиристоров 4 и 7 на тиристоры

5 и 6.

В момент t+ тиристоры 4 и 7 выключаются, и на интервале t -t<, когда проводит ток обратный диод 9, происходит восстановление прямой блокирующей способности тиристоров 4 и 7.

В момент t диод 9 выключается и к тиристорам 4 и 7 прикладывается прямое напряжение. На интервале ток входного дросселя 1 заряжает конденсатор 13, компенсируя потерю его энергии при перезаряде.

В момент t6 вновь отпираются тиристоры 4 и 7 и начинается формирование следующего периода выходного тока, при котором процессы в схеме повторяются.

Поскольку секции 11 и 12 коммутирующего дросселя 10 включены последовательно в цепь нагрузки, магнитные поля этих секций совпадают по величине в любой момент времени и поля рассеяния, налагаясь друг на друга, взаимно компенсируются, что снижает уровень электромагнитных помех, действующих на блок управления и другие слаботочные цепи, уменьшает нагрев корпуса преобразователя. 3а счет этого надежность работы инвертора повьппается.

В устройстве также снижаются коммутационные потери в тиристорах плеч без обратных диодов за счет снижения ско39938 рости нарастания и падения тока в них, обратные перенапряжения на тех же тиристорах за счет уменьшения амплитуды тока обратной проводимости этих тирис5 торов. Кроме того, в схеме тиристоры моста одинаково загружены как прямым, так и обратным напряжением, вдвое увеличено время восстановления двух ти10 ристоров без обработки диодов. Выполнение коммутирующего конденсатора из двух секций, между которыми включена нагрузка, обеспечивает симметрию выходного напряжения относительно ну15 левого потенциала источника питания (выпрямителя с питанием от сети с глухозаземленной нейтралью), что также повышает надежность работы инвертора, снижая вероятность пробоя изоляции нагрузки на землю и ограничивая ток в случае такого пробоя, Формула изобретения

1. Инвертор содеРжащий соединенный с входными выводами через фильтрующий дроссель тиристорньп мост, два из плеч которого зашунтированы обратными диодами, коммутирующий дроссель, обраэованньп двумя согласно включен30 ными секциями, а также включенные последовательно в диагональ переменного тока коммутирующий конденсатор и цепь нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности, 35 указанные секции коммутирующего дросселя включены последовательно в диагональ переменного тока.

2. Инвертор по и. 1, отличаюшийся тем, что коммутирующий кон40 денсатор выполнен двухсекционным с изолированными выводами секций, причем соответствующие секции коммутирующих конденсатора и дросселя соединены в две последовательные цепи, меж45 ду которыми включена цепь нагрузки.

3. Инвертор по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что обратные ди оды подключены к любой паре смежных плеч моста.

1539938

О <1 "Z tg6j tS Ф

Составитель И.Жеребина

Редактор A.Orap Техред М.Ходанич Корректор И.Ыароши, Заказ 228 Тираж 487 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям нри ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, ß!