Последовательный инвертор

 

О П И С А Н И E (i !7I29ll

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.01.77 (21) 2436741/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (51) М. Кл. Н 02 М 7/515 (43) Опубликовано 30.01.80. Бюллетень № 4 по делам изобретений (53) УДК 621.314.57 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 30.01.80 (72) Авторы изобретения

Ю. И. Болотовский, М. М. Мульменко и О. Н. Рыбенкова

Уфимский авиационный институт им. С. Орджоникидзе (71) Заявитель (54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР

:осударстзенл in:; мите (23) Приоритет

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может применяться в установках повышенной частоты, в частности для индукционного нагрева металлов.

Известны автономные последовательные инверторы, позволяющие регулировать мощность нагрузки, содержащие инверторный мост со встречно-параллельными вентилями, в диагональ которого включены коммутирующие конденсатор, дроссель, а также цепь нагрузки (1 — 4).

Регулирование в таких инверторах осуществляется за счет сдвига по фазе один относительно другого моментов включения тиристоров каждой диагонали моста. Однако вентили в таком инверторе сильно перегружены реактивными токами внутримостового разряда коммутирующего конденсатора, и кроме того, имеют повышенную скорость нарастания прямого тока, что снижает коммутационную устойчивость и вынуждает сужать диапазон регулирования мощности нагрузки.

Недостатком известных схем является узкий диапазон регулирования и низкая коммутационная устойчивость.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования при одновременном повышении коммутационной устойчивости.

Цель достигается тем, что последовательно с LC-цепью включен дополнительный дроссель, шунтированный парой встречно-параллельных тиристоров.

5 На чертеже представлена принципиальная электрическая схема последовательного инвертора, которая содержит подключенный к источнику питания вентильный мост на тиристорах 1 — 4 и встречно-параллель(0 ных диодах 5 — 8, в диагональ которого последовательно включены коммутирующие дроссель 9 и конденсатор 10, дополнительный дроссель 11, зашунтированный встречно-параллельными тиристорамп 12, 13. На15 грузочная цепь инвертора, подключенная к источнику питания через входной дроссель

14, содержит разделительный конденсатор

15, защитный дросссль 16 и нагрузку 17.

В установившемся режиме пнвертор ра20 ботает следующим образом.

Емкость разделительного конденсатора 15 нормально заряжена до напряжения источника питания. При включении тиристоров

1, 12, 3 происходит заряд коммутирующего

25 конденсатора 10 через дроссели 9, 16 колебательного контура инвертора и нагрузку

17. При этом ток через нагрузку протекает в направлении, указанном стрелкой. Схема инвертора рассчитана так, что процесс име30 ет колебательный характер. После того, как ток, текущий через тпрпсторы 1, 12, 3, прой712911

Составитель Г. Вотчинцев

Редактор А. Купрякова Техред А. Камышникова Корректор В. Шашагин

Заказ 2905/10 Изд. № 141 Тираж 798 . Подписное

11ПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 дет через нуль, эти тиристоры погаснут.

Тогда через диоды 5, 7 и нагрузку 17 начинает протекать ток в обратном направлении. Аналогичный процесс происходит при подаче импульсов управления на тиристоры

2, 13,4.

В течение промежутка времени, пока ток проводят встречные диоды, например диоды

5, 7, на соответствующих тиристорах 1, 3 имеется небольшое обратное напряжение, 10 обеспечивающее восстановление управляемости тиристоров. В предлагаемой схеме в течение времени проводимости силовых тиристоров коммутирующий контур инвертора содержит один дроссель 9, индуктив- 15 ность которого выбирается из условия обеспечения устойчивого колебательного процесса в инверторе, Дополнительный дроссель в это время шунтируется соответствующим тиристором, импульс управления на кото- 20 рый подается синфазно с управляющими импульсами на основные тиристоры. В момент включения обратных диодов в схеме изменяется индуктивность коммутирующего контура за счет дополнительного дросселя 25

11. В результате изменяется волновое сопротивление инверторного колебательного контура, длительность полуволны тока, протекающего через диоды, увеличивается, обеспечивая увеличение времени на восста- 30 новление управляемости тиристоров, т. е. повышается коммутационная устойчивость и надежность инвертора.

Таким образом, положительный эффект достигается тем, что за счет введения до- 35 полнительного дросселя в коммутирующую цепь при работе встречно-параллельных диодов собственная частота колебательного контура инвертора уменьшается, что увеличивает время на восстановление управляе- 40 мости тиристоров. Включение дополнительного дросселя в коммутирующуlo цепь уменьшает крутизну нарастания прямого напряжения на тиристорах, т. е. коммутационные перенапряжения, возникающие в момент погасания встречных диодов. Если фазу импульсов управления тиристоров 12, 13, шунтирующих дополнительный дроссель

11, смещать относительно импульсов управления основных силовых тиристоров 1 — 4, можно плавно регулировать напряжение и мощность на нагрузке.

Формула изобретения

Последовательный инвертор, содержащий тиристорный мост со встречно-параллельными диодами, коммутирующую LC-цепь, в диагонали этого моста, а также нагрузочную цепь, подключенную через входной дроссель к источнику питания и содержащую разделительный конденсатор, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования при одновременном повышении коммутационной устойчивости, последовательно с коммутирующей LCцепью включен дополнительный дроссель, шунтированный парой встречно-параллельных тиристоров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тиристорные преобразователи частоты для индукционного нагрева металлов. Труды Уфимского авиационного института, вып. 64, Уфа, 1974, с. 5 — 11.

2. Авторское свидетельство СССР № 300934, кл. Н 02 М 6/42, Н 02 М 7/72, 1971.

3. Беркович Е. И. и др. Тиристорныепреобразователи высокой частоты. М., «Энер гия», 1974, с. 110.

4. Патент США № 3327200, кл. 321 — 45 опубл. 20.06.67.