Высокочастотный инвертор
1ВОЕСОЮЭНАЛ
О и и С " А" Й и E
Союз Советских
Социалистических
Республик
<„>767921
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1
/ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 13.12. 78 (21) 2710027/24-07 (51) IA. КЛ. с присоединением заявки ¹н 02 м 7/515
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Г1риоритет—
Опубликовано 300980. Бюллетень ¹ 36
Дата опубликования описания 031080 (5З) 4 621. 314. .572 (088.8)
t (72) Авторы изобретения
В.В.Смородинов, Л.A.Êîñòèíà и К.К.Фролов
Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М.И;Калинина (71) Заявитель (54) ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ИНВЕРТОР
Изобретение относится к преобразовательной технике, а более конкретно к статическим преобразователям ультразвуковой частоты для электротехнологических установок. 5
Разработка тиристорных преобразователей повышенной частоты осуществляется с решением ряда задач, .одна из которых связана с обеспечением тиристорам времени, необходимого для 10 восстановления их управляющей способности с учетом ограничения скорости нарастания анодного тока и напряжения и значительным временем протекания обратного тока. Применение 15 многоячейковых схем, в.свою очередь, вызывает вполне определенные требования к схеме управления преобразователем и к диапазону изменения параметров нагрузки $1) . 20
Определенную устойчивость по отношению к изменению параметров нагрузки имеют схемы умножения частоты с обратными диодами, но онй не при годны для получения высоких частот 25 иэ -эа недостаточного времени, отводимого для восстановления управляющих свойств тиристора и,больших скоростей нарастания прямого напряжения. 30
Известен также инвертор; который содержит входной фильтр с разделенными конденсаторами, к средней точке которой подсоединена нагрузка.
Коммутирующие конденсаторы подключены с помощью зарядных тиристоров и последовательно соединенных с ними индуктивностей к положительному и отрицательному зажимам фильтра, а с помощью разрядных тиристоров и последовательно соединенных с ними индуктивностей к нагрузке инвертора )2) .
Известный преобразователь позволяет получать высокую частоту, обеспечивает необходимое время для восстановления управляющей способнос.— ти тиристоров, скорость нарастания тока и напряжения на тиристорах,. отсутствие нежелательных высокочастотных коммутационных процессов, работы при малых нагрузках, в том числе и при коротком замыкании, но не может работать при больших нагруз ках в режиме холостого хода преобразователя, так как существенно уменьшается время, отводимое для восстановления управляющей способности тиристоров.
767921
45 Наиболее близким является инвертбр, содержащий трехфазный мост перезарядных тиристоров, выводы постоянного тока которого соединены с первым выходным выводом, связанный со входными выводами через дроссели фильтра трехфазный мост зарядных 5 тиристоров и цепочку из двух последовательно соединенных фильтровых конденсаторов, общая точка которых соединена со вторым выходным выводом и через коммутирующие конденса.торы — с выводами переменного тока мостов зарядных и перезарядных тиристоров, причем последовательно с каждым тиристором мостов включен соответствующий коммутирующий дрос- 15 сель, а каждый коммутирующий конденсатор зашунтирован двумя встречно-па. раллельно подключенными цепочками, состоящйми каждая из тиристора и дросселя P3) . 20
Недостатком инвертора является его сложность.
Цель изобретения — упрощение и улучшение энергетических характеристик.
Поставленная цель достигается тем, что инвертор, содержащий трехфазный мост переэарядных тиристоров, выводы постоянного тока которого связаны с выходными выводами, подключенный ко входным выводам, трех- Зо фаэный мост зарядных тиристоров и цепочку из двух последовательно соединенных фильтровых конденсаторов, общая точка которых связана с выходными выводами и через коммутирующие З5 конденсаторы — с выхода ли переменного тока мостов зарядных и перезарядных тиристоров, причем последовательно с каждым тиристором мостов включен
cooTBетстВующий коммутирующий дрос — 4Q сель, снабжен подключенными ко входным выводам двумя последовательно соединенными обратными диода|ли и выходным трансформатбром, первичная обмотка которого выполнена с отводом и включена между общей точкой фильтровых конденсаторов и общей точкой обратных диодов, а выводы постоянного тока моста перезарядных тиристоров соединены с указанным отводом.
Схема устройства представлена на чертеже.
Высокочастотный автономный инвертор содержит входной фильтр с разделенными конденсаторами 1 и 2, ком-, мутирующие конденсаторы 3, 4 и 5„под клвченные с помощью зарядных тирис. торов 6-11 и последовательно соединенных с ними дросселей 12-17 к положительному и отрицательному входным 60
"-выводам, а с помоъ ьа разрядй х -ти.ристоров 18-23 и последбвательно соединенных с ними дросселей 24-29 к первичной обмотке 30 выходнбго погрузочного трансформатора. Ограничитель- 65 ные диоды 31 и 32, последовательно включенные между собой, общей точкой подключены к отводу первичной обмотки выходного нагрузочного трансформатора. Аноды и катоды ограничительных диодов подсоединены к соответствующим входным выводам.
Нагрузка инвертора 33 подключена к вторичной обмотке выходного нагрузочного трансформатора.
Работа инвертора происходит следующим образом.
В квазиустановивщемся режиме работы при подаче управляющего импульса происходит заряд коммутирующего конденсатора 4 от фильтра с разделительным конденсатором 2 через зарядный тиристор 9 и последовательно соединенный с ним зарядный дроссель 15 до напряжения не превышающего двойного напряжения фильтра. Одновременно коммутирующий конденсатор 5 разряжается через разрядный тиристор 19, последовательно соединенный с ним разрядный дроссель 25, и первичную обмотку выходного нагруэочного трансформатора 30 на нагрузку 33, подключенную ко вторичной обмотке выходного нагрузочного трансформатора. В момент времени, когда напряжение на выходе преобразователя для интервала проводимости тиристора 19 достигает значения 06 Е „„ включается контур сброса реактивной энергии: конденсатор 2 фильтра, часть обмотки 32, ограничительный диод 31 и реактивная энергия, запасенная в дросселе 25 и конденсаторе 5, возвращается источнику питания. Работа схемы при заряде и разряде коммутирующих конденсаторов 3 и 5 происходит аналогичным образом.
С включением зарядного тиристора
8 протекает ток через разрядный тиристор 23, с включением, зарядного тиристора 9 протекает ток через разрядный тиристор 19, и соответственно, с включением зарядного тиристора
6 ток протекает через разрядный тиристор 20, с включением зарядного тиристора 10 ток протекает через разрядный тиристор 22, с включением зарядного тиристора 7 ток протекает через раэряднйй тиристор 18, с включением зарядного тиристора 11 ток протекает через разрядный тиристор.
21.
Величина дополнительного напряжения на обмотке, к которой подключены ограничительные дИоды, выбирается в соответствии с определенным уровнем ограничения напряжения на выходе преобразователя, исходя из теоретического рассмотрения характеристик инвертора в:широком диапазоне изменения параметров нагрузки. Включение ограничительных диодов непосредственно на выход преобразователя 8 данной схеме не приводит к положительным
767921
Формула изобретения
ВНИИПИ Заказ 7027/21 Тираж 783 Подписное
Филиал ППП"Патент",г.Ужгород,ул.Проектная,4 результатам, так как при включении последующего разрядного тиристора напряжение на нагрузке увеличивает положительное напряжение на предыдущем разрядном тиристоре быстрее, чем возрастает запирающее напряжение, которое формируется зарядным тиристором на коммутирующем кбнденсаторе и работа схемы становится невозможной.
Высокочастотный инвертор, содержащий трехфазный мост перезарядных тиристоров, выводы постоянного тока которого связаны с выходнйми выводами, подключенный ко входным вывбдам, трехфазный мост зарядных тиристоров и цепочку иэ двух последовательно соединенных фильтровых конденсаторов, общая точка которых связана с выходными выводами и через коммутирующие конденсаторы — с выводами переменного тока мостов зарядных и переэарядных тиристоров, причем последовательно с каждым тиристором мостов включен соответствую-. щий коммутирующий дроссель, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения и улучшения энергетических характеристик, он сйабжен подключенными ко входным выводам двумя после довательно соединенными обратными диодами и выходным трансформатором, первичная обмотка которого выполнена с отводом и включена между общей точкой фильтровых конденсаторов и общей точкой обратных диодов, а выводй постоянного тока моста перезарядных тиристоров соединены с указанным отводом.
5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Тиристорные преобразователи частоты для индукционного нагрева металлов. Трулы УАИ, вып. 39, сб.2, ;щ с. 161, рис.1.
2. Патент Англии 9 1157813, кл. Н 2 F 1969.
З.Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2643394, кл. Н 02 М 7/515, 17. 07. 78.
