Способ управления последовательным инвертором
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (11955509 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 151280 (21) 3218192/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—
Опубликовано300882. Бюллетень ¹ 32
Дата опубликования описания 300882 (51)М Кл з
Н 02 Р 13/18
Государственный комитет
СССР по делам изобретений. и открытий
{53) УДК 621. 314. .572(088.8) (72) Авторы изобретения
Л.И. Гутин, С.В. Шапиро и Н.П. Попов (71) Заявитель
Уфимский авиационНый институт им. Орджо (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ "
ИНВЕРТОРОМ
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть ис.пользовано в установках для индукционного нагрева, плавки металлов, 5 непрерывного литья алюминия в электромагнитном поле и термообработки изделий.
Известен способ управления мостовым последовательным инвертором с 10 обратными диодами, заключающийся в поочередном отпирании тиристоров противофаэных плеч моста с опережением относительно момента окончания естественного интервала проводимости обратных диодов предыдущих плеч (11 .
Однако при известном способе управления создается. высокая крутизна нарастания анодного тока тиристоров при их включении, что приводит к большим коммутационным потерям, ограничивающим номинальную токовую загрузку вентилей и предельную выходную частоту инвертора.
Наиболее близким к предлагаемому 25 является способ управления последова- тельным инвертором, выполненным по мостовой схеме на тиристорах, эашунтированных обратными диодами, заключающийся в поочередном переключении ти- 30 ристоров противофазных плеч моста, при котором обеспечивается длительный интервал совместной проводимости тиристоров и диодов взаимно противофазных плеч инверторного моста.
Это достигается путем затягивания интервала коммутации инвертированного тока с обратных диодов на тнристоры очередных плеч. При этом крутизна нарастания тока тиристоров ограничивается за счет вынесения частей коммутирующей индуктивности во входную цепь инверторного моста, а также в его вентильные плечи.
Полупериод работы инвертора включает в себя интервал совместной проводимости включившихся тиристоров и еще не включившихся обратных диодов противофазных плеч, интервал проводимости тиристоров и интервал проводимости только обратных диодов, подключенных.встречно-параллельно тиристорам, проводившим инвертированный ток в предыдущем интервале. В последнем интервале инвертированный ток протекает через входную цепь инвертора и замыкается через фильтровой конденсатор, подключенный параллельно к источнику. Во входной цепи инверторного моста протекают как прямая, так
955509 и обратная полуволна тока, переменная составляющая которого имеет возможность замыкаться через фильтровой конденсатор (25 .
Однако амплитуда указанной переменной составляющей тока оказывается соизмеримой с амплитудой инвертированного тока. В связи с этим при традиционном выборе величины емкости фильтрового конденсатора вдвоевтрое больше емкости коммутирующего 10 конденсатора их установленные реактивные мощности также соизмеримы, что является существенным недостатком при реализации способа в мощных инверторах повышенной частоты. 15
Цель изобретения — снижение установленной мощности реактивных элементов при получении выходного тока с улучшенной формой кривой.
Поставленная цель достигается тем, что при управлении последователь ным инвертором, выполненным по мостовой схеме на тиристорах, зашунтированных обратными диодами, по способу, заключающемуся в том, что поочередно отпирают тиристоры противофаз25 ных плеч моста, указанные тири сторы плеча моста, вступающего в работу, отпирают с опережением относительно моментов отпирания обратных диодов плеча моста, выходящего из работы.
На фиг. 1 приведена схема устройства для реализации способа; на фиг. 2 — диаграммы его работы. инвертор содержит конденсатор 1 35 фильтра, дроссель 2 фильтра, инверторный мост на тиристорах 3-5 и неуправляемых обратных диодах 7-10.
Нагрузка 11 включена в диагональ моста последовательно с коммутирующим 40 конденсатором 12 и коммутирующим дросселем 13.
Способ осуществляется следующим образом.
Пусть в квазиустановившемся режиме перед включением очередных тиристоров, например 3 и 5, ток сглаживающего дросселя 2 проводят тиристоры 4 и 6 (полярность напряжения на коммутирующем конденсаторе 12 и направление протекание тока нагрузки
11 показаны на фиг. 1). При включении тиристоров 3 и 5 начинается разряд конденсатора 12 по двум контурфм, один из которых содержит еще не ъыключившийся тиристор 4, нагруз- 55 ку 11, коммутирующий конденсатор 12, коммутирующий дроссель 13 и уже включившийся тиристор 3, а другой— еще не включившийся тиристор б, нагрузку 11, конденсатор 12, дрос- 60 сель 13 и уже включившийся тиристор 5..Тиристоры 4 и 6 могут быть открыты до тех пор, пока ток разря да конденсатора 12 (ток тиристоров
3 и 5) не станет равным току входного дросселя 2. В момент равенства этих токов результирующий ток тиристоров 4 и б равен нулю, и они выключаются. При этом изменяется на противоположное указанному стрелкой и направление протекания тока нагрузки 11 (фиг. 2а).
Далее следует интервал совместной проводимости тиристоров 3 и 5 и неуправляемых диодов 8 и 10, причем ток разряда конденсатора 12, достигнув своего максимального значения, начинает падать. Поскольку ток сглаживающего дросселя 2 должен быть равен разности токов тиристоров 3 и 5 и соответствующих диодов 8 и 10, то последние могут быть открыты до тех пор, пока ток тиристоров 3 и 5 не станет равным току дросселя 2. По мере уменьшения тока тиристоров 3 и 5 уменьшается и ток неуправляемых диодов 8 и 10, и в момент, когда ток указанных тиристоров становится равным току дросселя 2, диоды 8 и 10 выключаются. При этом ток сглаживающего дросселя 2 продолжает протекать через тиристоры 3 и 5 (направление его протекания в нагрузке и полярность напряжения на конденсаторе
12 обратны показанным на фиг. 1).
Через некоторый интервал времени включаются тиристоры 4 и б, и процесс в инверторе протекает аналогично опи-. санному выше, т.е. сначала происходит выключение проводивших ранее ток тиристоров 3 и 5 и перехват тока соответствующими встречными неуправляемыми диодами 7 и 9, а затем следует интервал совместной проводимости тиристоров 3 и 5 и диодов 7 и 9. После выключения неуправляемых диодов 7 и 9 ток продолжает проводить тиристоры
3 и 5, и с момента включения тиристоров 4 и б начинается следующий период квазиустановившегося процесса. . Таким образом, за полный цикл работы всех вентилей моста в нагрузке
11 получают полный период тока, близкого по форме к синусоидальному, причем включение тиристоров происходит без каких-либо скачков их анодного тока, начальная крутизна нарастания которого определяется параметрами соединенных последовательно нагрузки 11 и коммутирующего дросселя 13.
Наличие на входной цепи инверторного моста сглаживающего дросселя при предлагаемом способе управле- ния обеспечивает существенное снижение уровня переменной составляющей, что позволяет сделать ток фильтрового конденсатора малым по сравнению с инвертированным током и эффективным образом уменьшить установленную реактивную мощность фильтрового конденсатора.
955509
Составитель A. Сытин
Редактор A. Orap Техред М Рейвес Корректор Г. Orap
Заказ 6472/76 Тираж 721 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул..Проектная-, 4
Формула изобретения
Способ управления последовательйым инвертором, выполненным по мостовой схеме на тиристорах, зашун- тированных обратными диодами, заключающийся в том, что поочередно отпирают тиристоры противофазных .плеч моста, отличающийся тем, что, с целью снижения установленной мощности реактивных элементов при получении выходного тока с улучшенной формой кривой, тиристоры плеча моста, вступающего в работу, отпирают с опережением относительно моментов отпирания обратных диодов плеча моста, выходящего из работы.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Справочник по преобразовательной технике. Под ред. И.М. Чиженко, Киев. "Техника", 1978, с. 124, рис. 3-33a..
2. Там же, рис. 3-33д.
