SU1001383A1

SU1001383A1 - Self-sustained series inverter

Info

Publication number: SU1001383A1
Application number: SU792730527A
Authority: SU
Inventors: Виктор Васильевич Шипицын; Владислав Игоревич Лузгин; Алексей Алексеевич Новиков; Андрей Александрович Рухман; Вениамин Викторович Дрягин; Анатолий Васильевич Абрамов; Олег Леонидович Кузнецов; Виль Готеевич Сафин; Генрих Николаевич Ягодов; Владимир Николаевич Макаров; Дмитрий Васильевич Чуркин; Федор Николаевич Маричев
Original assignee: Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.С.М.Кирова
Priority date: 1979-02-26
Filing date: 1979-02-26
Publication date: 1983-02-28

Description

(St) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР(St) SERIAL AUTONOMOUS INVERTER

Изобретение относитс к преобразовательной технике и предназначено дл индукционного нагрева металлов . Известна схема последовательного двухмостового инвертора с вентил ми встречно-параллельного включени Cl Така схема способна работать в ласти малых эквивалентных сопротивлений нагрузочного контура, посколь ку осуществл етс рекупераци избыточной реактивной энергии, запасенной в коммутирующем контуре посредс вом встречных вентилей. Однако в об ласти высоких значений сопротивлени нагрузки происходит резкое снижение времени; предоставл емого дл восстановлени управл емости пр мых вентилей, что снижает устойчивость работы инвертора. Помимо этого, на указанном интервале времени к пр мым вентил м прикладываетс малое обратное напр жение, что приводит К возрастанию времени, необходимого дл восстановлени управл емости пр мых вентилей и снижению предельной частоты инвертировани . Наиболее близко к предлагаемому последовательный автономный инвертор , содержащий св занные с входными выводами через фильтровые дроссели два тиристорных моста с коммутирующими LC-контурами в диагонал х, причем каждый фильтровый дроссель, подключенный к положительному входному выводу, выполнен с отпайкой, св занной через конденсатор с одним выходным выводом и через диод, включенный в обратном направлении, с другим выходным выводом, а каждый тиристорный мост шунтирован соответствукмцей последовательной цепочкой , состо щей из фильтрового конденсатора, коммутирующего дроссел и выходных выводов С 23В известной схеме сброс избыточной реактивной энергии, запасённойThe invention relates to a converter technique and is intended for the induction heating of metals. The known scheme of a serial two-bridge inverter with valves of counter-parallel connection Cl This circuit is capable of operating in the field of small equivalent resistances of the load circuit, since the excess reactive energy stored in the switching circuit is recovered through the oncoming gates. However, in the region of high values of load resistance, a sharp decrease in time occurs; provided to restore the controllability of direct gates, which reduces the stability of the inverter. In addition, at a specified time interval, a small reverse voltage is applied to the forward valves, which leads to an increase in the time required to restore the controllability of the forward valves and decrease the inversion limit frequency. Closest to the proposed serial autonomous inverter containing two thyristor bridges connected to the input pins through filter chokes with commuting LC circuits in diagonal x, each filter choke connected to the positive input pin having a taped through one capacitor an output terminal and a diode connected in the opposite direction, with a different output terminal, and each thyristor bridge is shunted by a corresponding series of rovogo capacitor commutating choke output terminals C and 23B-known scheme reset excess reactive energy stored

в коммутирующих контурах, осуществл етс непосредственно с коммутирующих дросселей на вспомогательные конденсаторы, зар женные до напр жени питани , и нагрузку. Однако эффективное ограничение напр жени на элементах инвертора, когда сопротивление нагрузки мало, достигаетс при вынесении всего коммутирующего дроссел из моста инвертора и охвате его контуром рекуперации. При этом к пр мым вентил м моста инвертора в момент включени противофазных вентилей прикладываетс полное напр жение коммутирующего конденсатора , которое оказываетс высоким . С возрастанием эквивалентного сопротивлени на нагрузке возрастает и выходное напр жение. Критическа величина амплитуды выходного напр жени , когда резко снижаетс врем , предоставл емое дл восстановлени управл емости пр мых вентилей, составл ет при конечных кратност х фильтровых и вспомогательных конденсаторов 0,8-0,9 от питающего напр жени . В св зи с этим ограничение напр жени на нагрузке на уровне, равном питающему, оказываетс недостаточно эффективным.in switching circuits, it is carried out directly from the switching chokes to auxiliary capacitors charged up to the supply voltage and load. However, the effective limiting of the voltage on the elements of the inverter, when the load resistance is low, is achieved by removing the entire switching throttle from the inverter bridge and covering it with the recovery circuit. At the same time, the full voltage of the switching capacitor is applied to the forward valves of the inverter bridge at the moment of switching on the antiphase valves, which is high. As the equivalent resistance on the load increases, the output voltage also increases. The critical magnitude of the output voltage amplitude, when the time allowed to restore the control of the direct valves is sharply reduced, at final multiplicities of the filter and auxiliary capacitors, is 0.8-0.9 times the supply voltage. For this reason, voltage limiting at a load equal to the supply is not effective enough.

Цель изобретени - повышение надежности .The purpose of the invention is to increase reliability.

Дл достижени поставленной цели инвертор снабжен двум дополнительными коммутирующими конденсаторами, двум мостами обратных вентилей, компенсирующим конденсатором и двум дополнительными дроссел ми, включенными каждый последовательно с упом нутым диодом, а каждый дополнительный каммутирующий конденсатор соединен последовательно с дросселем коммутирующего LC-контура, включенным в диагональ переменного тока моста обратных вентилей, анодна группа которого соединена с общей точкой конденсатора и дроссел последовательной цепочки, а катодна - с отпайкой фильтрового дроссел другого моста, причем параллельно выходным выводам подключен компенсирующий конденсатор.To achieve this goal, the inverter is equipped with two additional switching capacitors, two return valve bridges, a compensating capacitor, and two additional droplets each connected in series with the diode, and each additional switching capacitor is connected in series with the choke of the switching LC circuit included in the AC diagonal the current of the bridge of the return valves, the anodic group of which is connected to the common point of the capacitor and the throttles of the serial chains, and the cathode - with taping of the filter throttles of the other bridge, with a compensating capacitor connected in parallel with the output pins.

Кроме того, инвертор снабжен дополнительным конденсатором, включенным последовательно с компенсирующим конденсатором, примем точка соединени последних подключена к выходным выводам и отрицательному вход ному выводу.In addition, the inverter is equipped with an additional capacitor, connected in series with the compensating capacitor, we accept the connection point of the latter connected to the output terminals and the negative input terminal.

На фиг. 1 и 2 изображена схема инвертора..FIG. 1 and 2 depict an inverter circuit ..

Инвертор содержит два тиристорных моста, собранных на тиристорах 1-8,The inverter contains two thyristor bridges assembled on thyristors 1-8,

в диагонали которых включены коммутирующие конденсаторы 912 и коммутирующие дроссели 13-16, фильтровые конденсаторы 17 и 18, конденсаторы 19 и 20, фильтровые дроссели 21, мосты обратных вентилей, собранные на вентил х 22-29,индуктор 30 , зашунтированный компенсирующими конденсатором 31. диоды 32 и 33 и включенные последовательно с ними насыщающиес дроссели З и 35, а также дополнительный конденсатор.36.diagonals of which include switching capacitors 912 and switching chokes 13–16, filter capacitors 17 and 18, capacitors 19 and 20, filter chokes 21, return valve bridges assembled on valves 22-29, inductor 30, shunted by compensating capacitor 31. diodes 32 and 33 and connected in series with them saturated chokes 3 and 35, as well as an additional capacitor.

Схема,изображенна на фиг. 1, работает следующим образом.The diagram shown in FIG. 1, works as follows.

В первом такте открываютс тиристоры 1 и 2 и ток протекает по контуру: 17-1-9-13-10-2-31-l5-17. В момент включени тиристоров 1 и 2 вс сумма напр жений на коммутирующих конденсаторах 9 и 10, фильтровомIn the first cycle, the thyristors 1 and 2 are opened and the current flows along the circuit: 17-1-9-13-10-2-31-l5-17. At the time of turning on the thyristors 1 and 2, the sum of the voltages on the switching capacitors 9 and 10 is filtered by

конденсаторе 17 и нагрузочном контуре: 30-31 прикладываетс к коммутирующим дросселем 13 и 15- Величина индуктивности дроссел , включенного в диагональ моста, выбираетс равной величине индуктивности дроссел , включенного последовательно с фильтровым конденсатором. В этом случае, в момент включени тиристоров 1 и 2 вентили 22 и 2 остаютс закрытыми, поскольку в контуре: 13-9 20-31 15the capacitor 17 and the load circuit: 30-31 is applied to the switching choke 13 and 15. The magnitude of the inductance of the throttle included in the diagonal of the bridge is chosen equal to the value of the inductance of the throttle connected in series with the filter capacitor. In this case, at the time of turning on the thyristors 1 and 2, the valves 22 and 2 remain closed, since in the circuit: 13-9 20-31 15

24-13 напр жени на дроссел х 13 и 15 (пол рность указана на фиг. 1) взаимно компенсируютс , а к вентил м 22 и 2k прикладываетс обратное напр жение, равное питающему, до которого зар жен конденсатор 20. Во второй половине полупериода тока моста, когда напр жение на коммутирующих дроссел х 13 и 15 принимает пол рность, указанную на фиг. 124-13 the voltage on the choke x 13 and 15 (the polarity is shown in Fig. 1) are mutually compensated, and the return voltage applied to the valves 22 and 2k is equal to the supply voltage to which the capacitor 20 is charged. In the second half of the current half-period the bridge when the voltage on the commutating switches x 13 and 15 takes the polarity indicated in fig. one

(в скобках), и сумма этих напр жений превосходит напр жение на конденсаторе 20, открываютс вентили 22 и 2k, С этого момента прекращаетс ток через тиристоры 1 и 2,(in parentheses), and the sum of these voltages exceeds the voltage on the capacitor 20, valves 22 and 2k open. From now on, the current through thyristors 1 and 2 stops,

Claims

the recharging of the capacitors 9, 1P is stopped and the discharge current of the excess reactive energy stored in the commutating throttles x 13 and 15 along the circuit flows: 13-22-20-30-15-15-2-13 In the second cycle the thyristors 5 and 6 open and the current flows through contour: 18-5-11-1 -12-6-30-16-18, and then in the second half of the half-cycle of the 5th current - along the contour: 1 “-ZS-19 30-1b-28-1. According to the load, this current flows in the other direction with respect to the current of the first cycle, i.e. in two cycles of the inverter operation, the full period of the output current is generated, B in the following cycles. When the thyristors 3 are opened, and 7, S, the circuit works in the same way as increasing the equivalent load resistance when the output voltage amplitude reaches Wives capacitors 19 and 20, diodes 32 and 33 open. A discharge current of excess reactive energy accumulated in the load along circuits 31-35-33-19-31 and 31-3 -32-20-31 flows. The level of limiting the voltage on the load with such a discharge can be equal to the supply voltage and above it. FIG. Figure 2 shows an inverter circuit in which the level of the amplitude of the voltage across the load applied to the inverter bridge can vary from half the supply voltage and higher depending on the magnetization reversal time of the saturable chokes 3 and 35 since the sum of the voltages on the capacitors 31 and 36 limited in circuits: 36-35-33-19-31-36 and 31-3 -32-20-3b-31 at a level equal to the supply voltage and higher, and a voltage is applied to each inverter bridge on only one compensating capacitor . Claim 1. A sequential autonomous inverter containing two thyristor bridges with commuting LC circuits in 834 diameters connected to the input outputs through filter chokes, each filter choke connected to the positive input terminal connected to a tap connected through a capacitor with one output terminal, and through a diode connected in the opposite direction with another output output, and each thyristor bridge is shunted by a corresponding series circuit consisting of a filter end A capacitor, a switching throttle and output pins, characterized in that, in order to increase reliability, it is equipped with two additional switching capacitors, two bridges of check valves, a compensating capacitor, and two additional droplets, each connected in series with the diode, the capacitor is connected in series with the choke of the switching LC circuit, included in the diagonal of the alternating current of the bridge. oedinena to the common point of the capacitor and choke serial chain, and the cathode - to the taps of the filter choke another bridge, the parallel output terminals of the compensating capacitor is connected. 2. The inverter according to claim 1, in which it is provided with an additional capacitor connected in series with the compensating capacitor, the connection point of the latter being connected to the output terminals and the negative input terminal. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate W6439, cl. H 02 M 7/537, 1971.

2. The author's certificate of the USSR -, cl. H 02 M 7/515, 1377.

55

J