Автономный инвертор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик

< ф38974

161) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 231079 (21) 283l 768/24-07 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 1506$1. Бюллетень HQ 22 (У М К 3

H 02 М 7/515

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий (53) УДК 621, 314, .572 (088. 8) Дата опубликования описания 150681,I

С.М. Кацнельсон, A.Ï.Ëåáåäåâ,l0.Â.Îçíîáêèí и H A.Скрипко -=ь

I (72) Авторы изобретения ь., УФимский авиационный институт им. СергоСфрййикндзе :,4 (71) Заявитель (54) ABTOHOMHblA ИНВЕРТОР

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в технике индукционног нагрева металлов и других установках повышенной частоты.

Известен генератор с учетверением выходной частоты и встречнопараллельными диодами, содержащий два тиристорных моста с встречнопараллельными диодами, подключенные через входные дроссели к источнику питания и включенные последовательно с диодным мостом, в диагональ посто— янного тока которого включена нагрузка (1).

Однако генератор требует использования дополнительного диодного моста и не применяется для работы на колебательный контур.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является автономный последовательный инвертор, содержащий подключенный к источнику постоянного тока через входной дроссель инверторный мост с встречнопараллельными диодами и коммутирующей цепью, а также последовательную цепь из разделительного конденсатора и защитного дросселя и нагрузку, включенную в другую диагональ инверторного моста (2), Недостатком инвертора является

5 то, что он имеет ограниченный частотный диапазон.. Использование схемы в многоячейковом исполнении в установках ультразвуковой частоты не позволяет получить заданную частоту из-за больших коммутационных потерь в тиристорах и недопустимо большой крутизны тока тиристоров. Кроме того, в ряде случаев, например в технике индукционного нагрева, возникает не35 обходимость в получении токов высокой частоты при работе на нагрузку в виде параллельного колебательного контура (индуктор с компенсирующей емкостью).

Цель изобретения — обеспечение возможности учетверения выходной частоты при работе ннвертора на нагруэочный параллельный колебательный контур.

Для достижения поставленной цели инвертор, содержащий подключенную ко входным выводам последовательную цепочку иэ дросселя и разделительного конденсатора, тиристорный мост за с коммутирующей )С-цепью в диагона838974 ли„тиристоры анодной группы которого зашунтированы обратными диодами и подключены к положительному входному вывоцу, а также два встречных диода и цепь нагрузки, при работе на колебательный контур цепи нагрузки,снабжен дополнительным дросселем

5 и двумя дополнительными диодами, соединенными встречно-последовательно и включенными в диагрналь переменного тока моста,. причем общая точка анодов дополнительных диодов соединена через один встречный диод с отрицательным входным выводом и через дополнительный дроссель — с одним из выводов,цля подключения цепи нагрузки, другой вывод для подключения которой соединен с общей точкой соединения катодов тиристоров катодной группы моста, подключенной через второй встречный диод, включенный в обратном направлении, к отри- 20 цательному входному выводу.

На фиг. 1 приведена схема инвер- тора; на фиг. 2 — осциллограммы тока коммутирующего контура i„, тока инверторного контура 1 и тока 25 нагрузки i .

Автономный инвертор (фиг. 1) содержит источник 1 постоянного тока, к которому подключены последовательная цепь иэ разделительного конденсатора 2 и защитной индуктивности

3 и инверторный мост, образованный тиристорами 4 — 7 и встречными диодами 8 и 9; дополнительные диоды 10 и 11, коммутирующий конденсатор 12 и коммутирующий дроссель 13 в диагонали места. Последовательная цепь, образованная нагрузочным колебательным контуром 20, содержащим резистор 14, дроссель 15 и конденсатор 16, и дополнительным дросселем 40

17, включена между катодной группой тиристоров б и 7 и анодной группой диодов 10 и 11. Параллельно нагруэочному колебательному контуру 20 с дополнительным дросселем 17 45 включены два диода 18 и 19, причем анод диода 18 и катод диода 19 соединены с минусом источника питания.

Инвертор работает следующим обра- у зом.

При включении тиристоров 4 и 7 по контуру, образованному элементами 4, 12, 13, 7, 20, 17, 19, 2 и 3 протекает полуволна колебательного тока перезаряжающего коммутирующий конденсатор 12 с полярностью указанной на фиг. 1, на противоположную.

Затем колебательный ток протекает по контуру 18, 20, 17, 11, 13, 12, 8, 3 и 2. В дальнейшем при включе- ф) нии тиристоров 5 и 6 процесс протекает аналогично. Таким образом, ток тиристоров 4 и 7 (5 и 6) и ток встречно-параллельных диодов .8 и 9 (10 и 11) проходят через 65 нагруэочный колебательный контур

20 и дополнительный дроссель 17 в одном направлении, укаэанном стрелкОЙ на фиг. 1. Частота тока в инверторном контуре вдвое выше частоты тока i, проходящего через коммутирующий конденсатор 12 (фиг.2}, Дополнительное удвоение (учетверение) выходной частоты тока осуществляется за счет подключения нагрузки вместе с дополнительным дросселем 17 к дополнительным диодам 10 и 11, общая точка которых связана с минусом источника 1 питания.

В момент врЕмени, когда напряжение на конденсаторе 16 имеет полярность, указанную на фиг. 1, он не шунтируется диодами 18 и 19, так как переменная составляющая напряжения противоположной полярности падает на индуктивность 3. Включение дополнительного дросселя последовательно с нагруэочным колебательным контуром исключает срыв в нагруэочном колебательном контуре и позволяет учетверить выходную частоту тока. Использование диодов

18 и 19 совместно с диодами 10 и

11 обеспечивает выпрямление тока в цепи 20 и 17 и учетверение частоты тока в колебательном контуре

14, 15 и 16.

Устройство является особенно полезным в установках ультразвуковой частоты, когда применение многоячейковых схем не позволяет получить заданную частоту иэ-за больших коммутационных потерь в тиристорах и недопустимо большой крутизны тока тиристоров, дает воз- можность в четыре раза снизить крутизну тока. Предлагаемое устройство, позволяющее получить токи ультразвуковых частот, может найти себе широкое применение в технике индукционного нагрева для пайки тонкостенных трубок, поверхностной закалки малогабаритных деталей и т.п.

Формула изобретения

Автономный инвертор, содержащий подключенную ко входным выводам последовательную цепочку из дросселя и разделительного конденсатора, тиристорный мост с коммутирующей

LC-цепью в диагонали, тиристоры анодной группы которого зашунтированы обратными диодами и подключены к положительному входному выводу, а также два встречных диода и выводы для подключения цепи нагрузки, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью учетверения выходной частоты при работе на колебательный контур цепи нагрузки, он снабжен дополнительным дросселем и двумя дополни838974 тельными диодами, соединенными встречно -последовательно и включенными в диагональ переменного тока моста, причем общая точка анодов допоЛнительных диодов соединена .через один встречный диод с отрицательным входным выводом и через дополнительный дроссель — с одним из выводов для подключения цепи нагрузки, другой вывод для подключения которой соединен с общей точкой соединения катодов тиристоров катодной группы моста, подключенной через второй встречный диод, включенный в обратном направлении, к отрицательному входному выводу.

5 источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство АЗССР

Р 273323, кл. Н 02 М 5/42, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

® Р 300934, кл. Н 02 М 5/42, 1968.

838974

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4469/87

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитеяц И. Жеребина

Редактор Л. Копецкая Техред И. Асталош Корректор Г. Решетник