Высокочастотный инвертор

 

(»)S17937

ОП ИСАНИЕ

ИЗОбРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистических

Республик (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.03.79 (21) 2731075/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (51) М Кл з

H 02 М 7/515

Гооударстееииый комитет

СССР

{23) Приоритет—

Опубликовано 30.03.81. Бюллетень ¹ 12

Дата опубликования описания 05.04.81 ло делам изобретеиий и открытий (53) УДК 621.314. .572 (088.8) {72) Авторы изобретения

В. В. Смородинов, Л. А. Костина и К. К. Фрол

Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, а более конкретно к области статических преобразователей ультразвуковой частоты для электротехнологических установок.

Известны многоячейковые схемы с обратными диодами для получения высоких частот (1).

Однако они непригодны для получения высокой частоты из-за недостаточного времени, отводимого для восстановления управляющих свойств тиристора, и больших скоростей нарастания прямого напряжения.

Схемы с параметрическим ограничением токов и напряжений на элементах схем имеет как правило, большое число коммутирующих конденсаторов, напряжение на которых содержит постоянную и переменную составляющие (2) .

Наиболее близкой к предлагаемому является схема высокочастотного инвертора, содержащего связанные с входными выводами через дроссели фильтра два последовательно соединенных конденсатора, общая точка которых соединена с первым выходным выводом, и первые последовательные

2 цепочки, состоящие, каждая, из двух дросселей и двух зарядных тиристоров, точки соединения которых связаны с соответствующими точками соединения дросселей, включенных последовательно с разрядными тиристорами, образующими вторые последовательные цепочки, и через коммутирующие конденсаторы с указанным первым выходным выводом, причем концы вторых последовательных цепочек соединены с вторым выходным выводом (3).

Недостатком данного инвертора является наличие перенапряжений на тиристорах в аварийных режимах, вызванных сбоем управляющих импульсов или самопроизвольным включением зарядных тиристоров, что неизбежно приводит к выходу из строя большого числа тиристоров.

Цель изобретения — повышение надежности за счет ограничения перенапряжений на тиристорах в аварийных режимах.

Поставленная цель достигается тем, что снабжен дополнительными диодами и дополнительной цепочкой, состоящей из последовательно соединенных резистора и дросселя насыщения и подключенной одним концом к первому выходному выводу, а вторым

817937 концом к анодам одних дополнительных диодов, катоды которых подключены к анодам тиристоров анодной группы соответствующих первых цепочек, а катоды тиристоров катодной группы этих же цепочек соединены с анодами других соответствующих дополнительных диодов, катоды которых подключены к указанному второму концу дополнительной цепочки.

На чертеже представлена схема инвертора.

Инвертор содержит входной фильтр с разделенными конденсаторами 1 и 2, зарядные тиристоры 3 — 8 и последовательно включенные с ними дроссели 9 — 14, разрядные тиристоры 15 — 20 и последовательно включенные с ними дроссели 21 — 26, коммутирующие конденсаторы 27 — 29, нагрузку 30, а также дополнительные диоды 31 — 36 и дополнительную цепочку, состоящую из резистора 37 и последовательно соединенного с ним дросселя 38 насыщения.

Работа схемы происходит следующим образом.

В квазиустановившемся режиме работы при подаче управляющего импульса на зарядный тиристор 5 конденсатор 27 заряжается по цепи: конденсатор 1 фильтра — дроссель 11 — тиристор 5 до напряжения Uc. не превышающего двойное напряжение источника. Включение зарядного тиристора 5 происходит одновременно с включением разрядного тиристора 16, что ведет к разряду коммутирующего конденсатора 28 на нагрузку 30 через дроссель 22 и разрядный тиристор 16. Работа схемы в дальнейшем протекает аналогичным образом. При включении зарядного тиристора 7 включается разрядный тиристор 20, с включением зарядного тиристора 3 включается разрядный тиристор 15, с включение зарядного тиристора

6 включается разрядный тиристор l9, с включением зарядного тиристора 4 включается разрядный тиристор 17, с включением зарядного тиристора 8 включается разрядный тиристор 18:

Пусть при подаче управляющего импульса на зарядный тиристор 5 коммутирующий конденсатор 27 зарядится до напряжения Uc по цепи: конденсатор 1 фильтра— дроссель 11 — зарядный тиристор 5. Аварийным режимом в данном случае является включение в следующий момент времени зарядного тиристора 6 от воздействия на управляющий электрод случайного импульса или самопроизвольное включение тиристора 6. При ложном включении зарядного тиристора 6 конденсатор 27 перезарядится по цепочке: конденсатор 2 фильтра — конденсатор 27 — тиристор 6 — дроссель 12 до напряжения

Uc юц„= (- ском + U ) 2 — 1-1сюм, где U — напряжение на одном из конденсаторов фильтра.

Таки м образом, ложное включение зарядных тиристоров приводит к выходу из строя сразу четырех тиристоров 5, 6, 18,15, подключенных к коммутирующему конденсатору 27.

Аналогичные аварийные режимы могут возникнуть при заряде коммутирующих конденсаторов 28 и 29.

Включение двух групп дополнительных диодов 31 — 36 через дополнительную цепочку, состоящую из последовательно включенных резистора 37 и дросселя насыщения

38 между средней точкой конденсаторов фильтра и анодами и катодами соответствующих зарядных тиристоров исключает аварийный режим, так как, например при ложном включении тиристора 6 конденсатор 27 разряжается .по дополнительной цепи: зарядный тиристор 6 — защитный диод 34 — дроссель 38 насыщения — сопротивление

37. А подзаряд коммутирующего конденсатора 27 от фильтра по основной цепи может в данном случае произойти только до напряжения, не превышающего двойное напряжение конденсатора фильтра, что укладывается в нормальный режим работы преобразователя.

Таким образом, включение дополнительных диодов обеспечивает надежный режим работы высокочастотного тиристорного инвертора в аварийных режимах.

Формула изобретения зо

Высокочастотный инвертор, содержащий связанные с входными выводами через дроссели фильтра два последовательно соединенных конденсатора, общая точка которых соединена с первым выходным выводом, и первые последоватеные цепочки, состоящие, каждая, из двух дросселей и двух зарядных тиристоров, точки соединения которых связаны с соответствующими точками соединения дросселей, включенных после4 довательно с разрядными тиристорами, об40 разующими вторые последовательные цепочки, и через коммутирующие конденсаторы с указанным первым выходным выводом, причем концы вторых последовательных цепочек соединены с вторым выходным выводом, 4> отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен дополнительными диодами и дополнительной цепочкой, состоящей из последовательно соединенных резистора и дросселя насыщения и подклю56 ченной одним концом к первому выходному выводу, а вторым концом к анодам одних дополнительных защитных диодов, катоды которых подключены к анодам тиристоров анодной группы соответствующих первых цепочек, а катоды тиристоров катодной группы этих же цепочек соединены с анодами других соответствующих дополнительных диодов, катоды которых подключены к указанному второму концу дополнительной цепочки. 817937

Составитель И. Жеребнна

Редактор Н. Кузнецова Техред А. Бойкас Корректор Л. Иван

Заказ 994/76 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тиристорные преобразователи частоты для индукционного нагрева металлов. Труды УАИ. Вып. 39. Уфа, 1972, сб. 2, с. 161, рис. l.

2. Сборник «Применение ультразвука в машиностроении», Кулагин В. М. и др. Тиристорный преобразователь ультразвуковой частоты. Сб. «Применение ультразвука в машиностроении». Ростов-на-Дону, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2643394/07, кл. Н 02 М 7/515, 1978.