Инвертор на тиристорах

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 5}4405

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.02.74 (21) 2000047/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.76. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 26.07.76 (51) М. Кл."- Н 02М 7/515

ГосударственньиТ комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.314.58 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Ф. Годин, А. К. Хохлов, В. H. Сенин и В. Н. Мызников (71) Заявитель (54) ИНВЕРТОР HA ТИРИСТОРАХ

Изобретение отно ится к области индукционного нагрева с преобразованием переменного тока в постоянный и последующим ин,вертированием с помощью статических преобразователей на полупроводниковых приборах 5 и может быть использовано в мощных плавильных и нагревательных индукционных установках, где в качестве источника питания применяются автономные тиристорные последовательные и последовательно-параллельные 10 инверторы с внутренним коммутирующим контуром.

Известны автономные инверторы на тиристорах, соединенных по мостовой схеме, с ооратными диодами и внутренним коммутирующим контуром, содержащие два трансформатора тока, первичные обмотки которых включены в диодные цепи инвертора, а вторичные обмотки подключены через формирователи управляющих импульсов к управляющим электродам тиристоров противоположных плеч моста инвертора.

Известные инверторы имеют следующие недостатки.

Невысокая надежность работы, возможны срывы инвертирования вследствие уменьшения амплитуды и длительности тока через обратные диоды при значительном увеличении эквивалентного активного сопротивления нагрузки. 30

Невысокий КПД инвертора в комплексе с нагрузкой, изменяющейся в широких пределах (например, индукционной плавильной печи) вследствие значительного изменения коэффициента мощности.

Невозможность регулировки и стабилизации инвертором его выходного напряжения.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности работы инвертора, предотвращение срывов инвертирования, обеспечение стабилизации и регулировки выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом инверторе между формирователями управляющих импульсов тиристоров противополол<ных плеч моста и вторичными обмотками трансформаторов тока включены блоки задержки импульсов, соединенные через элемент «ИЛИ» с вторичными обмотками трансформаторов тока, при этом между указанными блоками задержки импульсов и формирователями управляющих импульсов тиристоров двух смежных плеч моста включены дополнительные блоки задержки импульсов, соединенные через суммирующее устройство с датчиком напряжения на нагрузке.

Схема предлагаемого инвертора приведена н а чер т еже.

Инвертор состоит из фильтра, содержащего дроссель 1 и емкость 2, защитной индуктивно-.

514405

3 сти 3, тиристоров 4 — 7, ооратных диодов 8—

11, включенных встре IHQ-параллельно тиристорам, и комм;тирующего контура из емкости 12 и ипдуктивности 13, трансформаторов тока 14 и 15, усилителей-ограничителей

16, 17 дифференцирующих цепочек 18 и 19, блоков задержки импульсов 20 — 23 формирователей управляющих импульсов 24 — 27, логического элемента «ИЛИ» 28, интегрирующего фильтра 29 пускового устройства 30, сравнивающего (суммпрующего) устройства 3), соединенного " датчиком напряжения 32 на нагрузке 33.

Первичные обмотки трансформаторов тока

14 и 15 включены в цепи обратных диодов 10 и 11. Вторичные обмотки трансформаторов тока через усилители-ограничители 16 и 17, дифференцирующие цепочки 18 и 19 и блоки задержки импульсов 20 и 21 соединены с формирователями 24 — 27 управляющих импульсов тиристоров, включенных в противоположные плечи моста. Блоки задержки импульсов 20 и

21 через интегрирующий фильтр 29 и логический элемент «ИЛИ» 28 соединены со вторичными обмотками трансформаторов тока 14 и

15. Между блоками задержки импульсов 20 и

21 и формирователями управляющих импульсов 24 и 27 тиристоров 4 и 5 двух смежных плеч моста включены дополнительные блоки задержки импульсов 22 и 23, соединенные через суммирующее устройство 31 с датчиком 32 напряжения на нагрузке и источником задающего н а пр яжен ия U„,;,.

Пусковое устрой тво 30 соединено с формирователями управляющих импульсов 24 и 25 тиристоров 5 и 6, включенных в противоположные плечи моста.

Инвертор работает следующим образом.

При пуске инвертора однократный пусковой импульс от устройства 30 поступает на формирователи управляющих импульсов 24 и 25.

При этом открываются тиристоры 5 и 6. Затем коммутирующая емкость 12 перезаряжает"я до напряжения, большего напряжения питания инвертора. Посл= заряда емко ти 12 ток, проходивший через тиристоры 5 и 6, становится равным нулю. B следующий момент через диоды 9 и 10 ток течет в обратном направле-нии и управляющие свойства тиристоров восстанавливаются.

При протекании тока через диоды 9 и 10 и первичную обмотку трансформатора 14 наводится э.д.с. во вторичной обмогке тран=форматора 14, пропорциональная току диодов 9 и 10.

Сигнал со вторичной обмогки трансформатора 14 поступает через усилитель-ограничитель 17 и дифференцирующую цепочку 19 на блок задержки импульсов 21, затем — на формирователи 26 и 27 (через дополнительный блок задержки 23) импульсов управления силовыми тиристорами инвертора.

Колебательный ток инвертора протекает через силовые тиристоры 4 и 7, коммутирующий контур 12 и 13 и нагрузку 33. Затем ток ин5

45 вертора меняет свое направление (колебательньп, режим), и цачинае протекать через обратные диоды 8 и 11 и трансформатор тока

15. Во вторичной обмотке трансформатора тока 15 пяводнтсH э.д.с., также пропорциональная току обратных диодов 8 и 11. Сигнал со вторичной обмотки трансформатора тока 15 через усилитель- ограничитель 16 и дифференцирующую цепочку 18 поступает на блок задержки импульсов 20, я зятем а формирова ели 24 и 25 (черсз дополнительный блок задержки 22) на силовые тиристоры 5 и 6 инвертора. Далее процесс повторяется.

Сигналы с трансформаторов тока 14 и 15 подаются также через элемент «ИЛИ» 28 и интегрирующий фильтр 29 и блоки задержки

20 и 2 1.

Если при работе инвертора, например, на индукционную плавильную печь увеличивается эквивалентное активное сопротивление нагрузки и уменьшается полуволна тока, протекающего через обратные диоды 10 и 11, то уменьшается сигнал с трансформаторов тока

14 и 15, по тупающий через элемент «ИЛИ»

28 и интег рирующий фильтр 29 на блоки 20 и

2) и соответств ííî i,меньшаегся время задерхкки импульсов на олоках 20 и 21. Это приводит к уменьшению паузы между ооратными и прямыми токами инвертора, повышению частоты инвертирования и увеличению обратной полуволны тока по амплитуде и длительно ти.

) аким оорязом повышается надежность работы инвертора, предотвращаются срывы и инвертирования и повышается к.п.д. установки.

1)ри повышении напряжения на нагрузке 33, сигнал с датчика 32 увеличивается и соответственно увслич IBëåòñÿ сигнал а выходе суM мируюгцего устройства 31. Это приводит к увеличению времени задержки импуль"ов блоками задержки 22 и 23, соединенными с формирователями импульсов 24 и 27, и соответственно к увеличению времени между включением тиристоров 5 и 6 и тиристоров 4 и 7, т. е. к уменьшению выходного напряжения инвертора.

Формула изобретения

Инвертор на тиристорах, соединенных по мостовой схеме, с обратными диодами и внутренним коммутирующим контуром, содержащий два трансформатора тока, первичные обмотки которых включены в диодные цепи инвертора, а вторичные обмотки подключены через формирователи управляющих импульсов к управляющим электродам тиристоров противоположных плеч моста, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности, вторичные обмотки трансформаторов тока через логический элемент «ИЛИ» соединены с основными блоками задержки, при этом между указанными блоками задержки и формирователями управляющих импульсов тиристоров двух смежных плеч моста включе514405

С оста в и тель Д. Фурлыгин

Текред М. Семенов Корректор X. Овчинникова

Редактор И. Шубина

Заказ !472,8 Изд. ¹ 1391 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 ны дополн5!тел!,ные О.!1Оки зядерукки, которые

cB5133Hbl с дя 1 !иком н 1пряжсния йя паГрт зке инвертор а.

Источники и1:форма!!ии, принятые во внимав; е при экспертизе: авт.;в. М 304668 кл. H02m 7/00.