Способ управления последовательным инвертором с отсекающими диодами

 

Изобретение относится к преобразова- «еяьной технике и может быть использовано в источниках питания электротехнических и ультразвуковых технологических установок. в Предложенный способ повышает надежность работы инвертора при работе на переменную нагрузку за счет обеспечения уменьшения загрузки тиристоров по току Способ управления последовательным инвертором с отсекающими диодами заключается в том, что формируют две последовательности управляющих импульсов стабильной частоты, равной выходной частоте инвертора, и сдвинутых по фазе между собой на угол f. При управлении измеряют ток силовых тиристоров 1-4 одного из двух инверторных мостов и при превышении указанным током заданного предельного уровня изменяют фазовый сдвиг управляющих импульсов другого инверторного моста в пределах р 180°,0. С увеличением тока нагрузки фазовый сдвиг уменьшается. 1 ил. со с Os Ю О 00 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 М 7/48

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о

О

О

6д . (Я (21) 4709879/07 (22) 26.06.89 (46) 07,11.91. Бюл. ¹ 41 (71) Ленинградский электротехнический институт им, В.И. Ульянова (Ленина) (72) С.В. Дзлиев, Е.М. Силкин, А.Д. Куанышбаева и Е.И. Кузьмина (53) 621.316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 813670, кл. Н 02 M 7/515, 1981..

Авторское свидетельство СССР № 838968, кл, Н 02 М 7/515, 1981. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЪНЫМ ИНВЕРТОРОМ С ОТСЕКАЮЩИМИ ДИОДАМИ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках питания электротехнических л ультразвуковых технологических установок.

„„SU „„1690135 А1

Предложенный способ повышает надежность работы инвертора при работе на переменную нагрузку за счет обеспечения уменьшения загрузки тиристоров по току, Способ управления последовательным инвертором с отсекающими диодами заключается в том, что формируют две последовательности управляющих импульсов стабильной частоты, равной выходной частоте инвертора, и сдвинутых по фазе между собой на угол ф . При управлении измеряют ток силовых тиристоров 1-4 одного иэ двух инверторных мостов и при превышении указанным током заданного предельного уровня изменяют фазовый сдвиг управляющих .импульсов другого инверторного моста в пределах p = (180,0). С увеличением тока нагрузки фазовый сдвиг q) уменьшается.

1 ил;

1690135

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках питания электротермичесских и ультразвуковых технологических установок, Цель изобретения — повышение надежности инвертора при работе на переменную нагрузку, На чертеже представлена схема последовательного инвертора с отсекающими диодами, Инвертор содержит. первый и второй !! инверторные мосты на четырех тиристорах

1 — 4 с коммутирующим конденсатором 5 в диагонали, соединенные последовательно через два магнитосвязанных коммутирующих дросселя б и 7 и подключенные к входным выводам через дроссель фильтра 8, Параллельно цепи из мостов и II включена цепочка из двух последовательно включенных фильтровых конденсаторов 9 и 10. Нагрузка 11 включается между общими точками фильтровых конденсаторов 9 и 10 и коммутирующих дросселей 6 и 7, Отсекающий диод 12 подключен катодом к катодной группе тиристоров 2 и 4 первого моста I, а анодом к отрицательному входному выводу, а отсекающий диод 13 подключен катодом к анодной группе тиристоров I и 3 первого моста I, а анодом к анодной группе тиристоров второго моста II.

Способ осуществляют следующим образом. о

Формируют две последовательности управляющих импульсов, первую из которых подают на тиристоры моста !, обеспечивая поочередное включение тиристоров 1, 4 и 2, 3. Если ток нагрузки не превышает своего предельного (допустимого) значения, вторая посл едовател ьн ость уп равпяющих импульсов обеспечивает переключения тиристоров инверторного моста I! с фазовым сдвигом p= 180 по отношению к соответствующим тиристорам 1 — 4 тиристорного моста I. При увеличении тока нагрузки по сигналу датчика тока происходит уменьшение угла фазового сдвига rp (в пределе при к.з, до p = О). При этом возникает второй, дополнительный, контур перезаряда коммутирующих конденсаторов 5(!), 5(!!).

Дополнительный контур перезаряда коммутирующих конденсаторов 5(!), 5(! I) включает последовательную цепь из конденсаторов 9 и 10 фильтра и дросселей 6 и

7. Волновое сопротивление Р этого контура более чем в два раза превышает волновое сопротивление Рн контуров коммутации в номинальном режиме работы 21 Le+ Lz C5+ Со

Р= С5 Cg

5 Сю

С5 С9 где Cs, Cg, C

0„! т — индуктивность коммутирующих дросселей б и 7;

К вЂ” коэффициент связи коммутирующих дросселей 6 и 7, 20 Интенсивность процессов в инверторе и, следовательно, токи тиристоров (контуров) пропорциональны волновому сопротивлению, поэтому интенсивность процессов во втором контуре (включающем

25 коммутирующие конденсаторы 5(!), 5(!!) мостов I, II) существенно ниже (соотношение зависит от сопротивления нагрузки 11).

Уменьшение фазового сдвига у приводит к росту влияния второго контура перезаряда

30 5(!), 5(il), в результате снижается интенсивность процессов в инверторе и токи тиристоров.

Устройство для управления инвертором, реализующее данный способ управления, со35 держит задающий генератор 14, к выходу которого подключены последовательно блок 15 регулируемой задержки и распределитель 16 импульсов, а также распределитель 17. К выходам распределителей 16 и 17 импуль40 сов подключены выходные каскады 18 и I9, подсоединенные к управляющим электродам тиристоров 1-4 соответственно второго

И и первого lмостов,,B состав устройства входит также датчик 20 тока тиристоров, выход которого соединен с вторым входом блока 15 регулируемой задержки, Инвертор работает следующим обра. зом.

В номинальном режиме работы (при но50 минальном сопротивлении нагрузки It) ток тиристоров 1 — 4 не превышает предельный уровень. При этом тиристоры 1, 4, 2 и 3 диагоналей мостов и !! включаются поочередно. Фазовый сдвиг р между импульсами

55 управления тиристорами мостов и !! со-. ставляет половину периода выходной частоты. Импульсы задающего генератора 14 поступают на блок регулируемой задержки, где смещаются по фазе на угол р = 180 в

1690135

Формула изобретения

Способ управления последовательным инвертором с отсекающими диодами, заключающийся в том, что формируют две последовательности управляющих импульсов стабильной выходной частоты, причем их сдвиг по фазе относительно друг друга равен р, и подают их на тиристоры соединенных последовательно первого и второго инверторных мостов соответственно, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, измеряют ток через тиристоры одного из инверторных мостов и при превышении указанным током заданного предельного уровня изменяют фазовый сдвиг р в пределах р- (180",О), причем с увеличением тока фазовый сдвиг р уменьшают, Составитель А.Чесноков

Редактор Н.Химчук Техред М.Моргентал Корректор M.Øàðoøè

Заказ 3824 Тираж. 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 соответствии с сигналсм датчика 20 тока, и на распределители 1б и 17 импульсов, где происходит их распределение по каналам (тиристорным группам: 1(!). 4(!) и 2(!), 3(!);

1(II), 4(II) и 2(II), 3(II). Выходные каскады 18 и 5

19 усиливают импульсы до требуемой для надежного включения тиристоров амплиту. ды. При отпирании тиристоров одной из диагоналей мостов или II, например тиристоров 1, 4 моста !, начинается колеба- 10 тельный перезаряд коммутирующего конденсатора 5(!) через конденсатор фильтра 9 и нагрузки 11 по цепи (5(!)-4(!)-б — 11 — 9 — 1(!)—

5(!). Ток через нагрузку 11 протекает в направлении, условно принимаемом за 15 положительное, После достижения колебательным током перезаряда коммутирующего конденсатора 5(!) максимального значения изменяется полярность напряжения на коммутирующем дросселе 6, Это на- 20 пряжение в контуре 6-11 — 10-12 — 6 является отпирающим для диода 12. Как только напряжение на дросселе 6 станет выше суммы напряжений на нагрузке 11 и конденсаторе

10 фильтра, отпирается диод 12. При этом 25 тиристоры 1 и 4 выключаются; а через нагрузку 11 продолжает перетекать ток в положительном направлении за счет энергии коммутирующего дросселя б. Ток протекает по контуру 6-11 — 10-12 — 6. Диод 12 проводит 30 до тех пор, пока не израсходуется энергия дросселя б. После выключения диода 12 заканчивается положительный импульс тока в нагрузке 11. При работе отсекающего диода

12 осуществляется возврат излишней энер- 35 гии от контура коммутации в источник питания (в конденсатор фильтра 10), что обеспечивает стабилизацию режима при работе на измеянющуюся нагрузку.

Отрицательный импульс тока в нагрузке

11 формируется при работе тиристоров моста II. После выключения диода 12 включаются тиристоры 1(!!), 4(ll) и начинается колебательный перезаряд коммутирующего 45 конденсатора 5(!!) по цепи 5(ll) — 4(!!) — 10 — 11—

7-1(!!) — 5(!!). Процессы, происходящие при при этом, аналогичны описанным выше за исключением того, как работает диод 13.

Далее включаются тиристоры 2(!), 3(t) и (It), 3(! I).

При изменении сопротивления нагрузки 11 в сторонууменьшения интенсивность процессов в инверторе возрастает. При возрастании тока нагрузки ТоК тиристоров увеличивается, что приводит к увеличению сигнала на выходе датчика 20 тока и, соответственно, к уменьшению блоком 15 регулируемой задержки фазового сдвига р импульсов управления тиристоров диагоналей мостов I и !!. При этом, как уже указывалось, образуется дополнительный контур перезаряда коммутирующих конденсаторов

5(!) и 5(!!), включающий последовательную цепь из конденсаторов 9 и 10 фильтра и дроссели 6 и 7. Благодаря контролю эа током тиристоров инвертора удается уменьшить загрузку тиристоров по току при к,з. в

1,35-1,41 раза, поддерживая ее на уровне номинального режима, Таким образом, обеспечивается повышение надежности работы инвертора на изменяющуюся в широких пределах нагрузку. Это позволяет также снизить массогабаритные показатели и стоимость инвертора, так как при одинаковой максимальной выходной мощности в инвер-., торе, могут быть использованы тиристоры и

\ диоды, а также реактивные элементы на номинальный ток.