Статический преобразователь постоянного напряжения в переменное

 

Уфимский авиационный институт им. рдщони идзе

-а (7I) Заявитель (54) CTATHRECKHA APEO5PA30BATEJib

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ 8 ПЕРЕМЕННОЕ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти, . применение в установках для индукционного нагрева и плавки металлов.

Известен статический преобразователь постоянного напряжения в пере- s менное, содержащий блок . управления, источник питания и автономный инвертор, состоящий из тиристорного моста с коммутирующим конденсатором в диагонали, связанного с входными выво- 1в дами через последовательно соединенные входной дроссель и первичную обмотку вспомогательного вольтодобавочного трансформатора, общая точка которых связана с выходными выводами через разделительный конденсатор, а вторичная обмотка указанного трансформатора связана с выходными вывода" ми через разделительный конденсатор. и обратный диод (1g.

Недостатком данного статического преобразователя является повышенный уровень напряжения на элементах схе2 мы, что вызывает ограничение нагрузочного диапазона работы преобразователя. Обьясняется это тем, что сброс излишней энергии зависит от вида нагрузки (активная, активноиндуктивная или емкостная).

Известен также статический пре" образователь постоянного напряжения в переменное, состоящий из блока уп" равления, источника питания и последовательного автономного инвертора, содержащего две мостовые инвертирующие ячейки с коммутирующими С-контурами в диагоналях, присоединенные к выводам источника питания через, дроссели фильтра, имеющие отпайки, конденсаторы фильтра, подключенные одними обкладками к выводам постоянного тока указанных ячеек, а другими обкладками - к выходным выводам инвертора, с которыми соединены выводы переменного тока обратного вентильного моста, при этом аноды опорной группы и катоды катодной группы

3 99341 обратного моста подключены к отпайкам дросселей фильтра 523.

Однако указанный преобразователь имеет низкий уровень напряжения на нагрузке.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является статический преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий блок управления, источник питания и последовательный автономный инвертор, состоящий из двух мостовых ячеек с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока, подключенных к выводам источни- 1> ка питания через дроссели фильтра, причем конденсаторы фильтра подключены через первичные обмотки коммутирующих дросселей параллельно указанным ячейкам и выходным выводам, образованным катодными группами этих ячеек, при этом каждая вторичная обмотка указанного коммутирующего дросселя через отсекающие диоды подключена к обмоткам фильтрового конденсатора противофазной ячейки (.3 .

Недостатком известного статического преобразователя является высокий

t уровень напряжения на элементах схемы при его работе на активно-индуктивную нагрузку, что еграничивает нагрузочный диапазон работы преобразователя.

Это вызвано тем, что в нагрузочной ветви появляется дополнительная индуктивность, с которой, в отличии от коммутирующей,.не сбрасывается из- з лишняя энергия, вызывающая увеличение напряжения на элементах схемы, что может привести к выходу их из строя.

Цель изобретения - расширение нагруэочного диапазона и ограничение напряжения на нагрузке.

Поставленная цель достигается тем, что в статический преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий блок управления, источник питания и последовательный автономный инвертор, состоящий из двух мостовых ячеек с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока, подключенныи к выводам источника питания через драссели фильтра, причем конденсаторы фильтра подключены через первичные обмотки коммутирующих дросселей параллельно указанным ячейкам 55 и выходным выводам, образованным катодными группами этих ячеек, при этом каждая вторичная обмотка указан3 4 ного коммутирующего дросселя через отсекающие диоды подключена к обкладкам фильтрового конденсатора противофазной ячейки, введены дополнительные тиристоры, подключенные каждый параллельно последовательной цепочке из конденсатора фильтра и выходных выводов и датчик напряжения, включенный параллельно выходным выводам и диагонали переменного тока вентильного моста, диагональ постоянного тока которого зашунтирована резистором и подключена через последовательную цепочку иэ стабилитрона и токоограничивающего резистора к блоку управления дополнительными тиристорами.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема статического преобразователя.

Статический преобразователь постоянного напряжения в переменное содержит блок 1 управления, источник 2 питания и последовательный автономный инвертор, состоящий из двух мостовых ячеек 3 и 4, тиристоры 5-8 (ячейки 3) и тиристоры 9-12 - (ячейки 4) с коммутирующими конденсаторами 13 и 14 в диагоналях переменного тока, подключенных к выводам источника 2 питания через дроссели 15-18 фильтра. Конденсатор 19 и 20 фильтра подключены через первичные обмотки 21 и 22 коммутирующих дросселей

23 и 24 параллельно укаэанным ячейкам 3, 4 к выходным выводам 25, образованным катодными группами 7, 8 и 11, 12 ячеек 3 и 4. Каждая вторичная обмотка 2б и 27 указанного коммутирующего дросселя 23 (24) через отсекающие диоды 28 и 29 подключена к обкладкам фильтрового конденсатора.20 .и 19 противофазной ячейки 3 и 4. Дополнительные тиристоры 39 и 31 подключены каждый параллельно последовательной цепочке из конденсатора фильтра 19,20 и выходных выводов 25. Датчик 32 напряжения подключен параллельно выходным выводам 25 к диагонали переменного тока вентильного моста 33 и диодам 34-3?, диагональ постоянного тока которого эашунтирована резистором 38 и подключена через последовательную цепочку из стабилитрона 39 и токоограничивающего резистора 40 к блоку 41 управления дополнительными тиристорами 30 и 31.

5 993

Статический, преобразователь постоянного напряжения в переменное работает следующим образом.

В исходном состоянии конденсаторы фильтра 19 и 20 заряжены до напря- $ жения источника 2 через дроссели

18 фильтра и первичные обмотки 21 и 22 коммутирующих дросселей 23 и 24, а конденсаторы 13 и 14 имеют полярность напряжения, укаэанную на чертеже.

При включении тиристоров 5 и 7 коммутирующий конденсатор 13 начинает перезаряжаться через первичную обмотку 21 коммутирующего дросселя

23 и нагрузку 25. При этом напряжение на первичной 21 и вторичной 26 обмотках коммутирующего дросселя 28 имеет поля рност ь, указанную на чертеже. 20

При включении тиристоров 5 и 7 коммутирующий конденсатор 18 начи" нает перезаряжаться через первичную обмотку 21 коммутирующего дросселя

23 и нагрузку 25. При этом напряжение на первичной 21 и вторичной 26 обмотках коммутирующего дросселя 28 имеет полярность, указанную на чертеже. При переходе тока тиристоров 5 и 7 через максимальное значение 36 полярность напряжения на указанных обмотках 21 и 28 меняется на противоположную. Как только напряжение на обмотке 26 станет выше напряжения фильтрового конденсатора 20, включа- 35 ется диод 28, сбрасывая излишнюю реактивную энергию с коммутирующего дросселя 23 на фильтровый конденса" тор 20. Ток тиристоров 5 и 7 при этом падает и они выключаются. 40

Аналогично протекают процессы и пви включении очередных тиристоров

9 и ll, а затем при включении тиристоров 6, 8 и далее - 10 и 12.

Таким образом за время работы scex тиристоров на нагрузке получаем двапериода синусоидального напряжения.

Это напряжение контролируется датчиком 32 напряжения, которое выпрямля" ется вентильным мостом 33 и поступает

SO на резистор 38.

Как только напряжение на нагрузке

25 (а значит и на резисторе 38) превысит заданное значение, открывается

И стабилитрон 39, запуская блок ч 1 управления дополнительными тиристорами 30 и 31. При этом происходит сброс

13 6 излишней энергии не только с коммутирующих дросселей 23, 24, но и с индуктивной составляющей нагрузки 25 на фильтровые конденсаторы 19 и 20, чем ограничивается рост напряжения и на элементах схемы, и на нагрузке 25.

Таким образом при введении дополнительных тиристоров 30 и 31 можно, во-первых, ограничивать напряжение на нагрузке 25 до заданного значения, а, во-вторых, расширить нагру-зочный диапазон работы преобразователя (обеспечить работу при более выл сокой добротности нагрузочного контура), так как будет обеспечен сброс с индуктивной составляющей нагрузки 25.

Формула изобретения

Статический преобразователь по; стоянного напряжения в переменное, содержащий блок управления, источник питания и последовательный автономный инвертор, состоящий из двух мостовых ячеек с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока, подключенных к выводам источ-, ника питания через дроссели фильтра, причем конденсаторы фильтра подключены через первичные обмотки коммутирующих дросселей параллельно ука" занным ячейкам и выходным выводам, образованным катодными группами этих ячеек, при этом каждая вторичная обмотка указанного коммутирующего -дросселя через отсекающие диоды подключена к обкладкам фильтрового конденсатора противофазной ячейки, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения нагрузочного диапазона и ограничения напряжения на нагрузке, в схему введены дополнительные тиристоры, подключенные каждый параллельно последовательной цепочке иэ конденсатора фильтра и вы" ходных выводов, и датчик напряжения, включенный параллельно выходным выводам и диагонали переменного тока вентильного моста, диагональ постоян. ного тока которого зашунтирована резистором и подключена через последовательную цепочку из стабилитрона и токоограничивающего резистора к блоку управления дополнительными тиристорами.

9934 13

ВНИИПИ Заказ 499/73

Тираж 685 Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная,4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 587578, кл. Н 02 8 7/515, 1975.

2. Авторское Р 601790, кл. Н

3 ° Авторское

N 599324, кл. Н

8 свидетельство СССР

02 M 7/515, 1973. свидетельство СССР

02 M 7/516, 1976.