Автономный инвертор

 

1i Ц 752692

ОГ)ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.04.78 (21) 2603485/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (51) М. Кл.

Н 02 М 7/515

Государственный комитет

СС,СР (53) УДК 621.314.572 (088.8) ла делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения P. Н. Киямов, Н. П. Рогатых, Е. И. Снятков и Н. И. Петриди (71) Заявитель Уфимский авиационный институт им. С. Орджоникидзе (54) АВТОНОМНЫИ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение в качестве источника питания индукционных электротермических установок, а также других потребителей тока 5 высокой частоты.

Известен инвертор (1), содержащий два тиристорных моста с обратными диодами и коммутирующими LC-цепочками, включенными в диагонали мостов. Нагрузка инвер- 10 тора включена между входными дросселями. В этом инверторе время восстановления тиристоров определяется только временем горения обратных диодов и снижается при увеличении нагрузки инвертора, что 15 нежелательно при работе инвертора на повышенных частотах.

Также известен инвертор (2), содержащий в каждом из трех фазных групп подключенные последовательно ко входным 20 зажимам коммутирующие дроссели, тиристорные мосты, состоящие из основных тиристоров, отсекающих диодов, обратных диодов, вспомогательных тиристоров, коммутирующего контура, содержащего дрос- 25 сель и два конденсатора, одни из обкладок которых объединены и соединены с дросселем, а другие обкладки конденсаторов подключены к общим точкам основных тиристоров и отсекающих диодов, а дроссель 30 подключен к общей точке вспомогательных тиристоров.

Время восстановления управляющих свойств основных тиристоров этого инвертора определяется только временем горения вспомогательного тиристора и является сравнительно низким при использовании инвертора на повышенных частотах.

Известный инвертор (3) содержит инвертнрующий мост с обратными диодами и двумя коммутирующими цепочками, включенными в диагональ. В анодную вершину моста включена первичная обмотка трансформатора со средней точкой, которая через входной дроссель подключена к плюсовому зажиму источника питания, катодная вершина моста подключена к минусо-, вому зажиму источника питания. Нагрузка инвертора подключена ко вторичной обмотке трансформатора.

Время восстановления тиристоров этого инвертора определяется временем перезаряда LC-цепочки, настроенной на большую частоту, и является недостаточным для использовании инвертора для получения в нагрузке тока повышенной частоты.

Наиболее близким по технической сущности является инвертор (4), содержащий тиристорный мост с обратными диодами, подключенный параллельно с цепочкой из

752692

65 последовательно соединенных разделительного конденсатора и нагрузки, к зажимам источника питания после входного дросселя, и коммутирующую L ченную в диагональ моста.

Время восстановления тиристоров этого инвертора равно лишь времени горения обратных диодов. При увеличении нагрузки инвертора время горения обратных диодов уменьшается, следовательно, уменьшается и время восстановления управляющих свойств тиристоров, что ограничивает применение инвертора на повышенных частотах.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности работы инвертора за счет увеличения времени восстановления тиристоров.

Указанная цель достигается тем, что инвертор, содержащий подключенный ко входным выводам через дроссель тиристорный мост с обратными диодами к основной коммутирующей 1 С-цепочкой в диагонали переменного тока и разделительный конденсатор, образующий с выходными выводами цепь, включенную параллельно диагонали постоянного тока этого моста, снабжен дополнительной коммутирующей LCцепочкой, подключенной параллельно основной LC-цепочке через вспомогательный тиристор, включенный встречно между двумя последовательно соединенными противофазными плечами моста и шунтированный обратным отсекающим диодом.

При таком выполнении схемы время горения обратных диодов затягивается за счет запаздывания разряда конденсатора одной из коммутирующих 1 С-цепочек, что определяет повышенное время восстановления тир и стор ов и ивер тор а.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема инвертора; на фиг. 2 представлсны: а) осциллограмма импульсов управления основными тиристорами инвертора (iy); б) осциллограмма импульсов управления вспомогательным тиристором (i 4); в) осцилллограмма тока, протекающего через нагрузку инвертора (з); r) осциллограмма тока, протекающего через вспомогательный тиристор (1 4) .

Инвертор содержит входной дроссель 1, разделительный конденсатор 2, нагрузку 3, мост тиристоров 4 — 7 с обратными диодами

8 — 11 и основной коммутирующей 1 С-цепочкой, состоящей из конденсатора 12 и дросселя 13, вспомогательный тиристор 14, отсекающий диод 15, дополнительную коммутирующую L конденсатора 16 и дросселя 17.

Инвертор, схема которого представлена на фиг. 1, работает следующим образом.

В установившемся режиме к моменту времени 1 включения тиристоров 4, 7 коммутирующие конденсаторы 12, 16 заряжены с полярностью, указанной на фиг. 1. В мо5

4 мент времени ti включаются тиристоры 4, 7, коммутирующий конденсатор 12 перезаряжается по цепи: 12 — 13 — 7 — 3 — 2 — 4 — 12, а конденсатор 16 перезаряжается по цепи:

16 — 17 — 7 — 3 — 2 — 4 — 15 — 16. Параметры элементов инвертора подобраны таким образом, что процессы перезаряда конденсаторов носят кол ебательный характер.

В момент времени t> ток тиристоров 4, 7 проходит через нуль, они закрываются и включаются обратные диоды 8, 11, конденсатор 12 частично разряжается по цепи:

12 — 8 — 2 — 3 — 11 — 13 — 12. В интервале времени 1 — 1 напряжение на конденсаторе 16 сохраняется неизменным благодаря наличию отсекающего диода 15. В момент времени t> включаются вспомогательный тиристор 14, и конденсатор 16 начинает разряжаться по цепям: 16 — 14 — 8 — 2 — 3 — 11—

17 — 16 и 16 — 14 — 12 — 13 — 17 — 16. За счет того, что разряд конденсатора 16 задерживается на время tq — tq, горение обратных диодов 8, 11 увеличивается на время t> — t< (фиг. 2). Следовательно, время, на протяжении которого к основным тиристорам приложено обратное напряжение, равное напряжению на открытых обратных диодах, в предлагаемом инверторе больше, чем в вышеописанных инверторах, что определяет большее время восстановления тиристоров. В момент времени 4 ток тиристора

14 проходит через нуль, он закрывается, и включаются основные тиристоры 5, 6, к тиристору 14 прикладывается обратное напряжение, равное напряжению на открытом отсекающем диоде 15.

При включении тиристоров 5, 6 конденсатор 12 перезаряжается по цепи: 12 — 15 — 5—

3 — 2 — 6 — 13 — 12, а конденсатор 16 перезаряжается по цепи: 16 — 5 — 3 — 2 — 6—

17 — 16. В момент времени tz ток тиристоров

5, 6 переходит через нуль, они закрываются и включаются обратные диоды 9, 10. Конденсатор 16 начинает разряжаться по цепи:

16 — 17 — 10 — 2 — 3 — 9 — 16, а напряжение на конденсаторе 12 сохраняется неизменным, в течение интервала времени t7 — t< благодаря наличию отсекающего диода. В момент времени t включается вспомогательный тиристор 14 и начинается разряд конденсатора 12 по цепи: 12 — 13 — 10 — 2 — 3—

9 — 14 — 12 и по цепи: 12 — 13 — 17 — 16 — 14—

12. В момент времени t9 ток тиристора 14 и обратных диодов 9, 10 проходит через нуль, они закрываются, и схема приходит в исходное состояние.

Формула изобретения

Автономный инвертор, содержащий подключенный ко входным выводам через дроссель тиристорный мост с обратными диодами и основной коммутирующей 1 С-цепочкой в диагонали переменного тока и разделительный конденсатор, образующий с выходными выводами цепь, включенную

752692

Фиг.1

4у

a) y 47! г о

1 г) параллельно диагонали постоянного тока этого моста, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен дополнительной коммутирующей L цепочкой, подключенной параллельно основной коммутирующей LC-цепочке через вспомогательный тиристор, включенный встречно между двумя последовательно соединенными противофазными плечами моста и шунтированный обратным отсекающим диодом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тиристорные преобразователи частоты для индукционного нагрева металлов.—

Труды УАИ, вып. XXII, сб. 2, Уфа, 1973, с. 37.

2. Авторское свидетельство СССР № 455437, кл. Н 02 М 7/52, 1974.

3. Силовая полупроводниковая техника

ФРГ. Под ред. Е. М. Глуха. М., «Информэлектро», 1969, ч. 2, рис. 58А, lo 4. Тиристорные преобразователи частоты для индукционного нагрева металлов.—

Труды УАИ, вып. XXII, сб. 1, Уфа, 1971, с. 7.