RU19977U1

RU19977U1 - HIGH FREQUENCY INVERTER

Info

Publication number: RU19977U1
Application number: RU2001110646/20U
Authority: RU
Inventors: А.Б. Кувалдин; А.Р. Лепешкин; С.А. Лепешкин
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2001-10-10

Abstract

Высокочастотный инвертор, содержащий два связанных со входными и выходными выводами тиристора, соединенных последовательно через первичную обмотку транформатора, средняя точка которой подключена к коммутирующему конденсатору, а вторичная обмотка трансформатора подключена параллельно выходным выводам, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным трансформатором со вторичной обмоткой, двумя конденсаторами, при этом первичная обмотка дополнительного трансформатора подсоединена последовательно с первичной обмоткой трансформатора, путем соединения средней точки дополнительного трансформатора со средней точкой трансформатора, каждый из конденсаторов подключен параллельно первичной обмотке каждого из трансформаторов.A high-frequency inverter containing two thyristors connected to the input and output terminals connected in series through the primary winding of the transformer, the midpoint of which is connected to a switching capacitor, and the secondary winding of the transformer is connected parallel to the output terminals, characterized in that it is equipped with an additional transformer with a secondary winding, two capacitors, while the primary winding of the additional transformer is connected in series with the primary winding of the transformer and by connecting the middle point of an additional transformer to a midpoint of the transformer, each of capacitors connected in parallel with the primary winding of each transformer.

Description

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ИНВЕРТОРHIGH FREQUENCY INVERTER

Полезная модель относится к преобразовательной технике и может найти применение в тиристорных источниках питания для индукционного нагрева, плавки металлов и испытаний на прочность с моделированием термонапряженного состояния деталей и изделий.The utility model relates to a conversion technique and can be used in thyristor power sources for induction heating, metal smelting and strength testing with modeling the thermally stressed state of parts and products.

Известен высокочастотный инвертор 1, содержащий два связанных со входными выводами основных тиристора, соединенных через первичную обмотку импульсного трансформатора, средняя точка которой подключена к коммутирующему конденсатору, две группы из п параллельно включенных дополнительных тиристоров, каждая из которых включена параллельно одному из основных тиристоров, а первичная обмотка импульсного трансформатора щунтирована RC-цепочкой.Known high-frequency inverter 1, containing two main thyristors connected to the input terminals, connected through the primary winding of a pulse transformer, the middle point of which is connected to a switching capacitor, two groups of n parallel additional thyristors, each of which is connected in parallel to one of the main thyristors, and the primary The winding of a pulse transformer is shunted with an RC circuit.

Недостатком инвертора 1 является то, что при поддержании предельного значения выходной частоты невозможно увеличение мощности нагрузки.The disadvantage of inverter 1 is that while maintaining the limit value of the output frequency, it is impossible to increase the load power.

Наиболее близким по технической с)Ш1;ности к предлагаемому является высокочастотный инвертор 2, содержащий два связанных со входными и выходными выводами тиристора, соединенных последовательно через первичную обмотку трансформатора, средняя точка которой подключена к коммутирующему конденсатору, и две группы из п параллельно включенных дополнительных тиристоров, каждая из которых включена параллельно одному из тиристоров, параллельно первичной обмотке трансформатора подключено п первичных обмоток дополнительно введенных трансформаторов, вторичные обмотки которых подключены параллельно выходным выводам.Closest to the technical c) III, the proposed one is a high-frequency inverter 2, containing two thyristors connected to the input and output terminals connected in series through the primary winding of the transformer, the middle point of which is connected to a switching capacitor, and two groups of additional parallel thyristors connected in parallel each of which is connected in parallel to one of the thyristors, parallel to the primary winding of the transformer are connected n primary windings of additionally introduced transforms Ators whose secondary windings are connected in parallel with the output terminals.

МПК Н 02 М 7/515 IPC N 02 M 7/515

Для анализа представляет интерес одна ячейка инвертора. Указанный инвертор имеет недостатки. Выходная мощность инвертора ограничена возможностями его схемы. Инвертор может работать только на одной частоте тока с подключением на одну нагрузку.For analysis, one inverter cell is of interest. The specified inverter has disadvantages. The output power of the inverter is limited by the capabilities of its circuit. The inverter can only work on one current frequency with a connection to one load.

Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении выходной мощности высокочастотного инвертора и расширении его функциональных возможностей, а именно: возможностей обеспечения работы на двух частотах с подключением раздельных нагрузок.The technical problem solved by the utility model is to increase the output power of the high-frequency inverter and expand its functionality, namely: the ability to provide work at two frequencies with the connection of separate loads.

Указанная техническая задача решается тем, что известный высокочастотный инвертор, содержащий два связанных со входными и выходными выводами тиристора, соединенных последовательно через первичную обмотку трансформатора, средняя точка которой подключена к коммутирующему конденсатору, а вторичная обмотка трансформатора подключена параллельно выходным выводам, согласно полезной модели, снабжен дополнительным трансформатором со вторичной обмоткой, двумя конденсаторами, при этом первичная обмотка дополнительного трансформатора подсоединена последовательно с первичной обмоткой трансформатора, путем соединения средней точки дополнительного трансформатора со средней точкой трансформатора, каждый из конденсаторов подключен параллельно первичной обмотке каждого из трансформаторов.The specified technical problem is solved by the fact that the known high-frequency inverter containing two thyristors connected to the input and output terminals connected in series through the primary winding of the transformer, the midpoint of which is connected to a switching capacitor, and the secondary winding of the transformer is connected in parallel with the output terminals, according to a utility model, is equipped with additional transformer with a secondary winding, two capacitors, while the primary winding of the additional transformer sub Uniform series with the primary winding of the transformer, by connecting the midpoint of an additional transformer to a midpoint of the transformer, each of capacitors connected in parallel with the primary winding of each transformer.

Схема высокочастотного инвертора представлена на фиг. 1.A high frequency inverter circuit is shown in FIG. 1.

Высокочастотный инвертор содержит тиристоры 1 и 2, связанных с входными и выходными выводами и соединенных последовательно через первичные обмотки трансформаторов, трансформатор 3 и дополнительный трансформатор 4 с первичными 5 и 6, 7 и 8 обмотками и с вторичнымиThe high-frequency inverter contains thyristors 1 and 2, connected to the input and output terminals and connected in series through the primary windings of the transformers, transformer 3 and additional transformer 4 with primary 5 and 6, 7 and 8 windings and with secondary

обмотками 9 и 10, включенными параллельно выходным выводам, конденсаторы 11, 12 подключены параллельно первичным обмоткам трансформаторов 3 и 4, коммутирующий конденсатор 13, к выходным выводам 14и15, 16и17 подключены нагрузки 18, 19.windings 9 and 10 connected in parallel to the output terminals, capacitors 11, 12 are connected in parallel with the primary windings of the transformers 3 and 4, the switching capacitor 13, loads 18, 19 are connected to the output terminals 14 and 15, 16 and 17.

Высокочастотный инвертор работает следующим образом. При включении тиристора 1 происходит заряд коммутирующего конденсатора 13 по цепи: плюс источника, тиристор 1, первичные обмотки 5, 6 трансформатора 3 и конденсатор 11, конденсатор 13, минус источника питания. Наведенная во вторичной обмотке 9 трансформатора 3 ЭДС через выходные выводы 14, 15 прикладывается к нагрузке 18. Когда напряжение на конденсаторе 13 станет равным напряжению источника питания, полярность наводимой ЭДС меняется на обратную. Далее заряд конденсатора продолжается за счет ЭДС самоиндукции обмоток 5, 6 до определенного значения, больщего напряжения источника питания. При полном заряде конденсатора ток в зарядной цепи прекращается и тиристор 1 выключается. Через определенное время после подачи импульса на тиристор 1 включается тиристор 2 и начинается разряд конденсатора 13 через обмотки 7, 8 дополнительного трансформатора 4 и тиристор 2, в обмотках наводятся соответствующие ЭДС. Наведенная во вторичной обмотке 10 дополнительного трансформатора 4 ЭДС через выходные выводы 16, 17 прикладывается к нагрузке 15. Когда напряжение на конденсаторе 13 становится равным нулю, меняется полярность ЭДС, наводимой в обмотках 7, 8 дополнительного трансформатора 4. Далее под действием ЭДС самоиндукции разрядных обмоток 7, 8 происходит перезаряд конденсатора 13 до величины напряжения, определяемой параметрами цепи. После подачи управляющего импульса на тиристор 2 включается тиристор 1 и цикл повторяется.High-frequency inverter operates as follows. When the thyristor 1 is turned on, the switching capacitor 13 is charged along the circuit: plus the source, thyristor 1, primary windings 5, 6 of transformer 3 and capacitor 11, capacitor 13, minus the power source. Induced in the secondary winding 9 of the transformer 3 EMF through the output terminals 14, 15 is applied to the load 18. When the voltage across the capacitor 13 becomes equal to the voltage of the power source, the polarity of the induced EMF is reversed. Further, the capacitor charge continues due to the EMF of self-induction of the windings 5, 6 to a certain value, a large voltage of the power source. When the capacitor is fully charged, the current in the charging circuit stops and the thyristor 1 turns off. After a certain time after applying the pulse to the thyristor 1, the thyristor 2 is turned on and the discharge of the capacitor 13 begins through the windings 7, 8 of the additional transformer 4 and thyristor 2, the corresponding EMF is induced in the windings. Induced in the secondary winding 10 of the additional transformer 4 EMF through the output terminals 16, 17 is applied to the load 15. When the voltage across the capacitor 13 becomes equal to zero, the polarity of the EMF induced in the windings 7, 8 of the additional transformer 4 is changed. Further, under the influence of the EMF of self-induction of the discharge windings 7, 8, the capacitor 13 is recharged to the voltage value determined by the circuit parameters. After applying a control pulse to the thyristor 2 turns on the thyristor 1 and the cycle repeats.

Таким образом, схема предложенного высокочастотного инвертора позволяет повысить выходную мощность инвертора благодаря повышению напряжения в первичных обмотках, соединенных по предлагаемой схеме, при неизменном напряжении источника питания и снижению эл. потерь. Расширены функциональные возможности инвертора, а именно: обеспечены возможности работы на разных частотах тока и на разных нагрузках. Эксперименты показали, что выходная мощность инвертора повышается на 204-30%. Так как, первичные обмотки трансформаторов и параллельно подключенные к ним конденсаторы, представляют собой два колебательных контура, которые позволяют высокочастотному инвертору работать на двух частотах и с подключением на две раздельные нагрузки. Инвертор может быть подключен и на общую нагрузку. При этом вторичные обмотки трансформаторов могут быть соединены параллельно или последовательно.Thus, the circuit of the proposed high-frequency inverter allows you to increase the output power of the inverter due to the increase in voltage in the primary windings connected according to the proposed scheme, with a constant voltage of the power source and reduce electric. losses. The functionality of the inverter has been expanded, namely: it provides the possibility of working at different current frequencies and at different loads. The experiments showed that the output power of the inverter increases by 204-30%. Since the primary windings of transformers and capacitors connected in parallel to them are two oscillatory circuits that allow a high-frequency inverter to operate at two frequencies and connected to two separate loads. The inverter can also be connected to the total load. In this case, the secondary windings of the transformers can be connected in parallel or in series.

Высокочастный инвертор предлагаемой полезной модели можно применить в преобразовательной технике и, в частности, в тиристор-ных источниках питания для индукционного нагрева, плавки металлов и испытаний на прочность с моделированием термонапряженного состояния деталей и изделий.The high-frequency inverter of the proposed utility model can be used in converter technology and, in particular, in thyristor power sources for induction heating, metal smelting and strength tests with modeling the thermally stressed state of parts and products.

Источники информацииSources of information

1.Авторское свидетельство СССР № 571864. Бюл. № 33. 1977.1. The author's certificate of the USSR No. 571864. Bull. No. 33. 1977.

2.Авторское свидетельство СССР № 635581. Бюл. № 44. 1978 (прототип).2. USSR Certificate of Authorship No. 635581. Bull. No. 44. 1978 (prototype).

Claims

A high-frequency inverter containing two thyristors connected to the input and output terminals connected in series through the primary winding of the transformer, the middle point of which is connected to a switching capacitor, and the secondary winding of the transformer is connected parallel to the output terminals, characterized in that it is equipped with an additional transformer with a secondary winding, two capacitors, while the primary winding of the additional transformer is connected in series with the primary winding of the transformer and by connecting the middle point of an additional transformer to a midpoint of the transformer, each of capacitors connected in parallel with the primary winding of each transformer.