Преобразователь переменного токав униполярные импульсы toka

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и>836741

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 300779 (21) 2803087/24-07 (51)M. Кл.З с присоединеиием заявки ¹

Н 02 М 7/515

Государственный комитет

СССР

IIo делам изобретений н открытий. (23) Приоритет

Опубликовано 070б8y. Бюллетень.89 21 (53) УДЫ 82 . 3) 4. . 572 (088. 8) Дата опубликования описания 07.06.81 (72) Авторы изобретения

I Н .;А.; Скринко

С.М.Кацнельсон, A.Ï.Ëåáåäåâ, Ю.В.Ознобк

J у 6 (t

Уфимский авиационнь.й институт им, Серго Орцжоникидзе ! (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В УНИПОЛЯРНЫЕ

ИМПУЛЬСЫ ТОКА

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть применено для целей электрофизической обработки металлов °

Известны генераторы униполярных импульсов для злектроэрроэионной обработки инверторного типа (11, содержащие источники питания постоян. ного тока и последовательный инвертор.

К недостаткам известного преобразователя следует отнести невозможность нормальной работы при коротком замыкании нагрузки.

Известен также источнйк питания для эррозионно-химической обработки (2 ), включающий в себя силовой трансформатор и тиристорный последовательный инвертор. Этот источник позволяет получать импульсы различной частоты, но его частотный диапазон ограничен. . Известен также гпэеобразователь переменного тока в униполярные импульсы тока, содержащий трансформатор, к вторичным обмоткам которого соединенным звездой, подключен трехфазный выпрямитель, катодиая группа которого через дроссель фильтра соединена с первой обкладкой разделительного конденсатора с инверторнйм тиристорным мостом с коммутирующим

LC-контуром в диагонали и с обратными диодами, а анодная — с первой обкладкой дополнительного конденсатора и аноцами обратных диодов катодной группы тиристоров (3 ).

Известный инвертор способен работать при повышенных частотах и переменном сопротивлении нагрузки. Сопротивление нагрузки данного инвертора может изменяться от нуля до некоторого критического, выше которого инвертор неработоспособен, что

15 объясняется уменьшением времени восстановления управляемости тиристоров.

Это снижает надежность инвертора при изменениях сопротивления нагрузки в широких пределах.

20 Целью изобретения является повышение надежности тиристорного преобразователя переменного тока в. униполярные импульсы тока при переменном сопротивлении нагрузки.

25 Укаэанная цель достигается тем, что тиристорный преобразователь переменного тока в униполярные импульсы тока снабжен тремя диодами, катод первого из которых соединен с

30 второй обкладкой дополнительного

836741 конденсатора и нулевой точкой звезды вторичных обмоток, а анод — с первым выходным выводом, катодной группой тиристоров моста и катодом второго диода,. подключенного анодом к второй обкладке разделитель-. ного конденсатора и катоду третьего диода, анод которого соединен с вторым выходным выводом и анодной группой выпрямителя.

В преобразователе при повышении сопротивления нагрузки включается первый диод, присоединяя конденсатор параллельно нагрузке. В результате замыкается контур, через который колебательный ток инвертора проходит при повышенном сопротивлении нагрузки. При этом конденсатор подзаряжается, а постоянная составляющая тока его разряда имеет возможность протекать,K выпрямителю через нулевой вывод вторичной обмотки тран- 20 сформатора. Поэтому преобразователь становится работоспособным при любой величине сопротивления нагрузки, что повышает его надежность.

На фиг.1 представлена принципиаль- р5 ная схема преобразователя; на фиг.2 временные диаграммы тока коммутирующей цепи i< напряжения на нагруэ— ке U>, тока дополнительного диода

i > и напряжения на дополнительном конденсаторе U . Тиристорный преобразователь переменного тока в униполярные импульсы тока (фиг.1) содержит силовой. трансформатор 1, мостовой выпрямитель 2, последовательный инверторный мост 3 со встречными диодами и нагрузку 4,присоединенную к полюсу выпрямителя 2. Инверторный мост 3 содержит присоединенные к полюсу выпрямителя 2 через дроссель 5 Разделительный конденса- 40 тор 6 и инверторный мост, состоящий из тиристоров 7-10, встречных диодов 11-14, и коммутирующей LC-цепочки 15, 16. Нагрузка 4 включенная между катодами тиристоров 9, 10 и полюсом выпрямителя 2, зашунтирована. цепочкой из диодов 17 и 18, общая точка которых присоединена к обкладке конденсатора б. Параллельно нагрузке 4 включена цепь, состоящая

50 иэ диода 19 и дополнительного конденсатора 20, точка соединения которых подключена к нулевому выводу вторичной обмотки трансформатора 1..

Преобразователь работает следующим образом.

3а счет соединения конденсатора

20 с нулевой точкой вторичной обмотки трансформатора напряжение на этом койденсаторе равно приблизительно половине входного напряжения ин- ц) вертора. При малой величине сопро-, тивления нагрузки величина напряжения .на нагрузке 4 не превышает величины напряжения на конденсаторе

20. Поэтому диод 19 заперт и ток через него не идет. При включении тиристоров 7, 10 колебательный ток перезаряда конденсатора 16 коммутирующей LС-цепи замыкается по контуру: нагрузка 4, диод 18, разделитель-. ный конденсатор 6, тиристор 7, LCцепь 16, 15 тиристор 10. После этого включаются встречные диоды 11 и 14 и ток замыкается по контуру: разделительный конденсатор 6, диод

17, нагрузка 4, диод 14, LC-цепь ,:15, 16 диод 11. В результате через нагрузку 4 протекает униполярный импульс тока, состоящий иэ двух полуволн колебательных токов тиристоров 7, 10 и диодов 11, 14. Аналогично протекают процессы при включении тиристоров 8, 9 и диодов 12, 13.

При повышенном сопротивлении нагрузки 4 через некоторое время после включения тиристоров 7, 10 напряжение на нагрузке 4 превысит половину входного напряжения инвертора 3. При этом начнет проводить диод 19 и колебательный ток инвертора 3 будет замыкаться также и по цепи: тиристор 7, LC-цепь 15, 16, тиристор 10, диод

19, конденсатор 20, диод 18, разделительный конденсатор б. Чем больше сопротивление нагрузки, тем раньше включается диод 18 и тем большая доля колебательного тока тиристоров инвертора 3 замыкается через конденсатор 20. При неработающих тиристорах и встречных диодах инвертора через диод 17 и дроссель 5 протекает ток подэаряда разделительного конденсатора б. При увеличении сопротивления нагрузки увеличивается среднее напряжение на ней. Поэтому эа счет включения диода 17 уменьшается напряжение на конденсаторе 6. При некоторой величине сопротивления. нагрузки встречные диоды инвертора 3 перестают включаться. Инвертор продолжает работать без встречных диодов и без увеличения .амплитуды токов тиристоров, так как эта амплитуда определяется разностью напряжений на конденсаторах б и 20; .

Таким образом, включение параллельно нагрузке цепи из конденсатора и диода, точка соединения которых подключена к нулевому выводу вторичной обмотки силового трансформатора, обеспечивает контур для протекания колебательного тока инвертора при повышенном сопротивлении нагрузки.

Указанное включение цепи из конденсатора и диода. обеспечивает работоспособность инвертора и преобразователя в целом при любом сопротивлении нагрузки, от режима . короткого замыкания до режима холостого хода. Это повышает надежность, тиристорного преобразователя переменного тока в униполярные импульсы тока при переменном сопротивлении нагрузки..836741

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 3170/42 Тираж 730 Подписное

Филиал ППП "Патент", .г. Ужгород, ул. Проектная,4

Преобразователь переменного тока в униполярные импульсы тока, содержащий трансформатор, к вторичным обмоткам которого, соединенным звездой, подключен трехфазный выпрямитель, катодная группа которого через дроссель фильтра соединена с первой обкладкой разделительного конденсатора и с инверторным тиристорным мостом с коммутирующим LC-кон— туром в диагонали с обратными диодами, а анодная — с первой обклад кой дополнительного конденсатора и анодами обратных диодов катоднай группы тиристоров, о т л и ч а io шийся тем, что, с целью-повышения надежности, он снабжен тремя диодами, катод первого из которых соединен с второй обкладкой допол.нительного конденсатора. и нулевой точкой звезды вторичных обмоток, а анод-с первым выходным выводом, катодной группой тиристоров моста и катодом второго диода, подключенного анодом к второй обкладке разделительного конденсатора и катоду третьего диода, анод которого соединен с вторым выходным выводом и; анодной группой выпрямителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство-СССР

Р 462688, кл. В 23 Р 1/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 563258, кл. B 23 P 1/02, 1975

3. Тиристорные преобразователи частоты для индукционного нагрева материалов. Труды УАИ, вып. 64, с6. 4, Уфа, 1974, с.93, рис.2.