Тиристорный резонансный инвертор

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к силовым преобразователям, и может быть использовано в установках индукционного нагрева. Цель изобретения - повышение КПД. Устройство содержит два последовательно соединенных между выводами источника питания 1 тиристора 2,3. Между силовыми выводами тиристора 3 включены последовательно индуктивный элемент 4 и конденсатор 5. Конденсатор 6, реактор 7 и обратный диод 8 образуют последовательную цепь, подсоединенную к силовым выводам тиристора 2. Обратный диод 8 зашунтирован конденсатором 9. Индуктивный элемент 4 может быть выполнен в виде трансформатора, нагрузкой 10 которого является индуктор. Инвертор имеет улучшенный КПД за счет уменьшения потерь мощности в тиристорах. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)5 Н 02 М 7/523

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ б (2 1) 4607409/24-07 (22) 21,11.88. (46) 23.10.90. Бюл. М 39 (72) Б.П. Курников (53) 621.314.572(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1328946, кл. Н 05 В 6/02, 1983.

Заявка Японии

М 56-10749, кл. Н 05 В 6/12, 1987. (54) ТИРИСТОРНЫЙ РЕЗОНАНСНЫЙ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к силовым преобразовате,лям, и может быть использовано в установках индукционного нагрева. Цель

„, Я2„„1601717 А1 изобретения — повышение КПД. Устройство содержит два последовательно соединенных между выводами источника питания 1 тиристора 2, 3. Между силовыми выводами тиристора 3 включены последовательно индуктивный элемент 4 и конденсатор 5. Конденсатор 6, реактор 7 и обратный диод 8 образуют последовательную цепь, подсоединенную к силовым выводам тиристора 2.

Обратный диод 8 зашунтирован конденсатором 9. Индуктивный элемент 4 может быть выполнен в виде трансформатора, нагрузкой 10 которого является индуктор. Инвертор имеет улучшенный КПД. за счет уменьшения потерь мощности в тиристорах. 1 ил.

1601717

Изобретение отчосится к электротехнике, в частности к силовым тиристорным преобразователям высокой частоты, и может быть использовано в устройствах индукционного нагрева, источниках свaðî÷íoão тока.

Целью изобретения является повышение коэффициента полезного действия инвертора.

На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого инвертора.

Инвертор содержит два последовательно соединенных между выводами источника

1 питания тиристора 2 и 3. Между силовыми выводами тиристора 3 включены последовательно индуктивный элемент 4 и конденсатор 5. Конденсатор 6, реактор 7 и обратный

i диод 8 образуют последовательную цепь, подсоединенную к силовым выводам тиристара 2. Обратный диод 8 зашунтирован конденсатором 9. Индуктивный элемент 4 может быть выполнен в виде трансформатора, нагрузкой 10 которого является индуктор.

Инвертор работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения от источника 1 питания постоянного напряжения происходит заряд конденсаторов 5, 6, и

9. После включения одного из тиристоров, например тиристора 2, в основной резанансной цепи 5 — 4 протекает первоначальна прямой, а затем обратный резонансный ток.

Одновременно начинает протекать резонансный ток в дополнительно резонансной цепи 9 — 7 — 6, обусловленный разрядом конденсаторов 6 и 9 через реактор 7. Этот тек имеет малую величину и быстро затухает, не оказывая заметнога влияния на работу основной резонансной цепи, В основе этого лежит относительно малая величина емкости конденсатора 9 па сравнению с емкостью конденсатора 6 и в то же время относительная малая емкость конденсатора

6 по сравнению с емкостью конденсатора 5, Примерное экспериментально полученное соотношение емкостей. следующее: Cg, .

Св, Св = 1:10:100, Очевидно, что потери от действия токов. заряда-разряда конденсаторов дополнительной резонансной цепи ввиду малой величины емкости конденсатора 9 также не могут быть значительными. Резонансный прямой ток в основной цепи заряжает конденсатор 5 напряжением прямой полярности, затем так меняет напаавление, в цепи начинает действовать обратный резонансный ток,, перезэряжающий конденсатор 5 напряжением обратной полярности, Обратный резонансный ток замыкается по цепи 2-1--4-5, т.е. через открытый переход . тиристора 2 в направлении противоположном проводимости структуры переходов, Такое обратнопроводя щее состояние структуры переходов объясняется наличием в ней неосновных носителей заряда.

Обратный резонансный ток ускоряет вынос, рассасывание неосновных носителей заряда из эоны переходов и способствует форсированному и надежному выключению тиристора. Необходимое время задержки для формированного выключения тиристора 2, при этом обеспечивается значением индуктивности реактора 7. Излишки электромагнитной энергии после выключения тиристора 2 возвращаются через обратный диод 8 в накопительную емкость источника 1 пита .".ия, Конденсатор 6 при этом заряжается напряжением обратной полярности, Далее колебательный процесс свободно продолжается при выключенном тиристоре па цепи 1 — 9 — 7 — 6-5 — 4 и, вновь, по цепи 4 — "-6 — 7 — 8-1, и т.д, до полного затухания контура. Декремент затухания определяется величиной активной составляющей нагрузки 10, Работа схемы инвертора в следующем такте при выключен ном тиристоре 2 и включенном тиристоре 3 протекает аналогично.

Включенный тиристор 3 коммутирует ток разряда конденсатора 5. В цепи 5-3-4 протекает резонансный ток, который трансформируется индукционным элементом 4 в нагрузку, Одновременно через включенный тиристор 3 протекает ток подрвзряда конденсаторов 6 и 9, В результате этого конденсатор 9 дозаряжается напряжением прямой г олярности, а конденсатор 6 переэаряжается, так что уровень напряжения обратной полярности на его обкладках снижается, а сам конденсатор оказывается подготовленным к следующему такту включения тиристора Z, Конденсатор 6 выполняет роль защиты or коммутационных перенапряжений при выключении тиристора 2, поэтому указанное снижение уровня обратного напряжения на его обкладках полезно с точки зрения потенциальной возможности его дазаряда с обратной полярностью, особенно в момент выключения тиристора 2, Именна в этот момент цепь 6 — 7 — 8 должна быть открыта для протекающего через нее обратного резонансного тока с тем, чтобы максималь«о снизить уровень коммутационных перенапряжений нэ тиристарах. В течение всех последу ащих тактов работы резонансного инвертора напряжение на конденсаторе 6 имеет постоянна обратную полярность, а напряжение на конденсаторе 9 — постоянно прямую полярность, что улучшает КПД, 1601717

Формула изобретения

Составитель В.Поляков

Редактор M.Áëàíàð Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 3276 Тираж 497 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Тиристорный резонансный инвертор, содержащий подключенные к входным выводам два последовательно соединенных 5 тиристора, параллельно одному из которых подключена основная LC-резонансная цепь, индуктивный элемент которой образует выходную цепь, а параллельно другому— дополнительная LC-резонансная цепь, отл ич а ю щи и с я тем,что, с целью повышения

КПД. он снабжен дополнительным конденсатором и дополнительным диодом, включенным последовательно в дополнительную резонансную цепь и зашунтированным дополнительным конденсатором.