Автономный последовательный инвертор

 

.,), » „«.11» т» ь-., "с.»44

И C""-А"

О П,, Е

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1765953

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сид-ву— (22) Заявлено 27.03.78 (21) 2594937/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М, Кл. з

Н 02 М 7/515

Государственный комитет

СССР

Опубликовано 23.09.80. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 28.09.80 (53) УДК 621.314..572 (088.8) лс делам изобретений и открытий

Н. П. Попов, Л. И. Гутин, В. Б. Ганеев, Ф. Ш. Абсалямов и В. Э. Дель (72) Авторы изобретения (71) 3аявитель

Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (54) АВТОНОМНЫИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЛ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах для индукционного нагрева, закалки и плавки металлов.

Известен автономный последовательный инвертор, содержащий мост, образованный тиристорами и встречно-параллельными дио5 дами, одна диагональ которого состоит из последовательно соединенных коммутирующего конденсатора и коммутирующего дроссели, а другая — из фильтрового конденсатора и нагрузки, соединенных последователь- 1о но (1) .

Однако наличие в инверторе встречнопараллельно соединенных тиристоров и диодов требует увеличения времени восстановления тиристоров, так как в этом интервале к тиристорам прикладывается малое отрицательное напряжение, равное падению напряжения на включенных встречных диодах.

Известен также автономный последовательный инвертор, содержащий мост, образованный тиристорами и встречно-параллельными диодами, одна диагональ которого состоит из последовательно соединенных коммутирующего конденсатора и нагрузки, а другая соединена с плюсовым и минусовым зажимами источника питания (2).

Однако отсутствие обратного напряжения на тиристорах в интервале восстановления управляемости требует большего схемного времени запирания.

Наиболее близким является автономный последовательный инвертор, который содержит два диодно-тиристорных моста, в каждом из которых одна пара противоположных плеч образована синфазными тиристорами, а другая пара — диодами встречного тока.

Диагонали являются общими для обоих мостов, причем в одну из них включены последовательно соединенные коммутирующий дроссель, коммутирующий конденсатор и нагрузка, а в другую — фильтровый конденсатор, подключенный через фильтровый дроссель к зажимам источника питания (3).

Недостаток известного инвертора — низкий уровень отрицательного напряжения на тиристорах в интервалах восстановления их управляемости равный падению напряжения на включенных встречных диодах.

Э;го обстоятельство обуславливает увеличение времени, необходимого для BoccTBHQBления управляющих свойств тиристоров на

?65953

3 высоких рабочих частотах. Следовательно, при изменении параметров нагрузки, имеющихся в ходе электротехнологического процесса, тиристоры могут не успевать восстанавливать свои управляющие свойства, что может привести к срыву инвертирования.

Цель изобретения — повышение надежности инвертора.

Поставленная цель достигается тем, что автономный последовательный инвертор, содержащий два моста, в каждом из которых два синфазных плеча образованы тиристорами, а два других — встречными диодами, причем в общую диагональ переменного тока обоих мостов включена последовательная цепочка из коммутирующего дросселя, коммутирующего конденсатора и выходных ВыВОдОВ, а В диаГональ постояннОГО тока одного из мостов подключенного ко входным выводам через дроссели фильтра, включен фильтровый конденсатор, дополнительно введен один фильтровый конденсатор и фильтровьи. дроссели, Включенные каждый между соответствующими входным выводом н вторым мостом, в диагональ iloстоянного тока которого Включен дополнительный фильтровой конденсатор.

В таком инверторе в интервале восстановления управляющих свойств тиристоров на них обеспечивается отрицательное напряжение порядка сотен вольт. В результате время, необ ходи мое дл я восстановления управляю.:цих свойств тнристоров су цественно уменьшается, за счет чего повьннастся надежность схемы.

На фИГ. 1 Прсдетавпона слЕМа НВТОНОМного последовательного инвертор»; на фиг. 2 --- временные диаграммы работы устройства.

Автономный последовательный инвертор содержит два диоднотнристорных моста. Одна пара противоположных синфазных плеч первого моста образована тиристорами

1, 2, а другая пара плеч -- встречными диод IMH 3, 4. Одна пара прoTивоположных синфазных плеч второго моста образованы тиристорами 5, 6, а другая пара плеч

BcTpLiIHblMH диодами 7, 8. Последовательно соединенные коммутирующий конденсатор 9, коммутирующий дроссель 10, нагрузка 11 включены к общую диагональ Обоих мостов.

Вторые диагонали мостов, образованные фильтровыми конденсаторами 12 H 13, каждый из которых сВоНМН Обкладками подключен через соот Ветству огцие дрос сел и 4, 5, 1 6, 1 7 K Il JI IO C O B O M ii H м Н Н у с О В О м выводам.

Работа инвертора происходит следующим образом.

В квазиустановившемся режиме конденсаторы 12 и !3 заряжены по постоянной составля1ощей до напряжения источника питания с полярностью, указанной на фиг. !.

При включении очередных тиристоров, например !. и 2, начинается колебательный перезаряд коммутирующего конденсатора

9 через нагрузку 11, коммутирующий дроссель 10 и конденсатор 12. После прохождения тока через нулевое значение тиристоры

1 и 2 закрываются, а диоды 7 и 8 открываются. В интервале проводимости диодов 7 и 8 к тиристорам 1 и 2 приложено отрицательное напряжение, равное разности напряжения на конденсаторах 12 и 13. При этом указанные тиристоры интенсивно восстанавливают свою управляемость. Затем включаются тиристоры 5 и 6 и цикл работы повторяется.

В момент выключения тиристоров 1, 2 напряжение на конденсаторе 13 больше, чем на конденсаторе 12, т. е. полярность напряМ жения на этих тиристорах должна быть отрицательной.

В интервале проводимости диодов 7, 8 ток подзаряда с конденсатора 13 складывается из двух токов: тока дросселя !4 и тока указанных диодов, а конденсатор !2 подзаряжается только током дросселя 15.

Применяя инте гральный метод анализа

Вентильных схем (Л!}, легко показать, что при условии симметричной работы схемы токи дросселей 14 и !5 равны между собой.

Следовательно, в. рассматриваемом интервале уровень отрицательного напряжения на тиристорах 1, 2 возрастает.

Таким образом, сразу же после выклюЗВ чения тиристоров к ним прикладывается отрицательное напряжение небольшой величины, по обуславливает малые коммутационные потери. ПО мере рассасывания избыточных носителей зарядов в тиристорах уро35

Вень обратного напряжения повышается, что дополнительно усилива т эффективность восстановления их управляемости.

Формула изобретения

46

Лвтономный последовательный инвертор, содержащий два моста, в каждом из которых два синхфазных плеча образованы тиристорами, а два других — встречными диодами, принем В общую диагональ переменi ного тока обоих мостов включена последовательная цепочка из коммутирующего дросселя, коммутирующего конденсатора и выходных выводов, а в диагональ постоянного тока одного из мостов, подключенного ко входным выводам через дроссели фильтра, Включен фильтровой конденсатор, отличаюи!ийся тсм, что, с целью повышения надежности, он снабжен дополнительными фильтровым конденсатором и фильгровыми дросселями, включенными каждый между соответствующим входным выводом и вторым мостом, а диагональ постоянного тока которого включен дополнительный фильтровой конденсатор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 235177, кл. Н 02 M 7/515, 1967.

765953 ь

2. Беркович E. И. и др. Тиристорные преобразователи высокой частоты. Л., «Энергия», 1973, с. 89.

3. Ж, «BBC-Nachrichten», ФРГ, 1964, № 12, с. 630.

Составитель И. Жеребина

Редактор М.,Л икович Техред К. Шуфрич Корректор Г. Назарова

Заказ 6928/i9 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I i 3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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