Тиристорный преобразователь частоты

 

- -: пиалу квтФнтню-текн „ в и 2 т е к а jg я "

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических республик

<о700902

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 0909.76 (21) 2401139/24-07 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет— (51)М. Кл.2

Н 02 М 7/515

Государственный комнат

СССР

Ilo д@ ам нзоорвт@ннй н открытнй

Опубликовано 3011.79. Бюллетень Ио 44 (53) УДК 621. 314. .57 (088.8) Дата опубликования описания 051279 (72) Авторы изоб >етеиия

С. М. Кацнельсон, Ю. М. Зинин, А. М. Уржумсков и В. A. Пацкевич (71) Заявитель (54) ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к устройствам для генерирования токов повышенной и ультразвуковой частоты, и может применяться при создании автономных инверторов для индукционного нагрева металлов.

В известных устройствах преобразования частоты, имекщих источник питания и тиристорный автономный ин вертор, при включении управляемых вентилей наблюдаются коьеаутационные потери, снижающие КПД, особенно при высоких частотах инвертирования.

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является многоячейковый последовательный инвертор, тиристоры которого работают повторно при переэаряде очередных ком- :26 мутирующих конденсаторов, но между интервалами проводимости тиристоров имеется пауза, в течение которой он восстанавливает свои управлякщие свойства, при этом повторное включе- 25 ние тиристоров сопровождается наличием коммутационных потерь, снижающих КПД инвертора.

Цель изобретения — снижение коммутационных потерь в:инверторе. 30

Это достигается тем, что инвертор присоединяется к источнику питания и нагрузке через диод, параллельно которому включен через руэистор и дроссель дополнительный маломощный источник питания.

На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого преобразователя.

Он содержит инвертор, выполненный иэ последовательных вентильных ячеек на тиристорах 1-10, которые соединены через коммутирующие конденсаторы 11-15 и коммутирукщие дроссели 16-20 и образуют цикличную группу, соединенную через нагрузку 21, 22, последовательно-параллельные конденсаторы 23, 24 и вентиль 25. Вход постоянного тока инвертора присоединен через дроссель 26. Дополнительный источник постоянного тока подключен через дроссель 27 и резистор 28.

Питание инвертора осуществляется через выпрямитель на вентилях 29-34.

Дополнительный источник выполнен на диодах 35-38, на выходе дополнительного источника включен конденсатор

39. Питание для дополнительного выпрямителя осуществляется через одно700902 фазный трансформатор 40, а питание инвертора от трансформатора 41.

Рассмотрим работу устройства с момента проводимости тиристора 1 в установившемся режиме работы инвертора. Исходная полярность напряжения на коммутирующих конденсаторах указана на чертеже.

После переэаряда коммутирующего конденсатора 15 через тиристоры 1 и

10 протекает ток от дополнительного источника питания через дроссель 27 и токоограничивающий резистор 28, который поддерживает во включенном состоянии тиристор. 1. Поэтому при включении очередного тиристора 2 ток перезаряда коммутирующего конденсатора 11 через дроссель 16 и вентиль

25 потечет через нагрузку 21, 22 и конденсаторы 23 и 24. Последовательно-параллельные конденсаторы 23 и 24 должны быть такими, чтобы компенсировать индуктивную составляющую нагрузки 21 на частоте, равной выходной частоте инвертора.

Таким образом, в момент проводи- 25 мости тиристоров 1 и 2 в нагрузке формируется полный период выходного тока.

Инвертор работает в резонансном режиме, поэтому после прохождения 30 через вентиль синусоидальной полуволны тока вентиль 25 выключается, а ток входного дросселя 26 течет через нагрузку 21, 22.

Через тиристоры 1 и 2 опять протекает постоянный ток, равный по величине току удержания тиристоров от вспомогательного источника через дроссель 27 и резистор 28.

Затем включают тиристор 3, и описанные процессы повторяются. При каждом включении очередного тиристора в нагрузке формируется один период выходного тока.

Включение тиристоров 4-10 происходит в соответствии с нумерацией их на принципиальной схеме, после чего схема приходит в исходное состояние.

Поддерживание во включенном состоянии тиристора до момента очередной коммутации в инверторе дает значительный эффект. Снижение коммутационных потерь в два раза, что имеет место в данном устройстве, позволяет повысить КПД инвертора, причем выигрыш наиболее существенен на повышенных и ультразвуковых частотах, где именно возрастание коммутационных потерь вынуждает значительно снижать токовую нагрузку управляемых вентилей.

Дополнительным йреимуществом является упрощение системы управления инвертором вследствие исключения необходимости формирования сдвоенных импульсов на включение тиристоров, так как поддерживание их во включенном состоянии осуществляется с помощью дополнительного источника питания.

1 Формула изобретения.

Тиристорный преобразователь частоты, содержащий выпрямитель, с оединенный через дроссель фильтра с выходными выводами преобразователя мостовой тиристорный инвертор, имеющий нечетное число плеч, с коммутирующими

LC-цепочками в диагоналях переменного тока, отличающийся тем, что, с целью снижения коммута- ционных потерь в инверторе, он подключен к выпрямителю через диод, параллельно которому через резистор и дополнительный дроссель включен дополнительный источник питания.

700902

Составитель Г. Вотчицев

Редактор Е. Караулова Техред Н.Бабурка Корректор и. Горват

Заказ 7392/39 Тираж 857 Подпис ное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4