SU1381666A1 - Преобразователь @ -фазного низкочастотного напр жени в однофазное высокочастотное - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике. Целью  вл етс  расширение верхней границы частотного диапазона . Устройство содержит выпр митель с группами 4, 5 диодов и разделительными диодами 6, 7. Конденсаторы 9, 10 соединены с тиристорами 14, 15 и дросселем 11. При одновременном отпирании тиристорон 12, 14 подзар д кондепса юров И) происходит .лавным образом через тприс- тор 12, а через тиристор 14 протекает ток разр да конденсатора 9. При этом собственна  частота колебаний тока через первичную обмотку тр-ра 17 увеличитс  из-за уменьп1ени  контурной емкости, поско.чьку в контуре станут работать не пара.ллельно два конденсатора, а практически поочередно ОДИН ИЗ НИХ. При этом улучи1атс  услови  коммутации и увеличитс  отдаваема  мощное гь. 1 ИЛ. Ф

Description

(Л

8

/4

76

с оо

О5 05 05

Изобретение относитс  к области преобразовательной техники и может быть использовано , например, в качестве источника вторичного электропитани  дл  элект росварочной технологии.

Целью изобретени   вл етс  расширение верхней границы частотного диапазона.

На чертеже представлена принципиальна  схема устройства.

Устройство содержит входные выводы 1 - 3 дл  подключени  к трехфазной сети, мостовой выпр митель с катодной группой 4 своих диодов и анодной группой 5. Разделительный диод 6 подключен анодом к группе 4, разделительный диод 7 подсоединен катодом к группе 5. Катод днода 6 и анод диода 7 образуют выходные выводы дл  подсоединени  согласующего блока 8 (с нагрузкой ). Последовательно соединенные конденсаторы 9 и 10, образующие делитель, одними выводами подключены к выходным выводам, а другими - к секци м обмотки дроссел  11. При этом вывод конденсатора 9 соединен с концом первой секции , начало которой подключено к катоду тнристора 12, а вывод конденсатора 10 соединен с началом второй секции, конец которой подключен к аноду тнристора 13.

На чертеже представлено исполнение, когда выводы конденсатора 9 и 10 соединены непосредственно, однако может быть также соединение выводов через параллельно соединенные резистор и обратный диод , причем секции обмотки дроссел  11 разделены .

Согласующий блок 8 содержит тиристоры 14, 15 и двухобмоточный дроссель 16, которые совместно с конденсаторами 9 н 10 составл ют инвертор, преобразующий посто нную составл ющую напр жени  на конденсаторах в переменный высокочастотный ток через первичную обмотку трансформатора 17, к вторичной обмотке которого через однофазный выпр митель 18 подсоединены цепи нагрузки, состо ние из участка 19 дл  электросварки и дроссел  20, который служит дл  ограничени  скорости нарастани  тока при коротком замыкании во избежание разбрызгивани  металла сварочной ванны.

Работа устройства осуществл етс  следующим образом.

Если не введено в действие управление тиристорами 12-13 и они закрыты, то тиристоры 14-15 совместно с конденсаторами 9-10, двухобмоточным дросселем 16 и трансформатором 17 работают как известный последовательный инвертор. Когда открыт тиристор 14, но закрыт тиристор 15, то происходит положительный полуволновой импульс тока через тиристор 14, секцию дроссел  16, первичную обмотку трансформатора 17, а далее импульс разветвл етс : перва  половина тока замыкаетс  через разр жающийс  конденсатор 9, втора  поло5

5

вина тока - через зар жающийс  конденсатор 10 и ис .)чник посто нного тока, которым  вл егс  трехфазный мостовой выпр митель . Когда закрыт тиристор 14, но открыт тиристор 15, то происходит отрицательный полуволновой импульс тока через первичную обмотку трансформатора 17, другую секцию дроссел  16, тиристор 15, а далее импульс разветвл етс : перва  половина тока замыкаетс  через разр жающий0 с  конденсатор 10, втора  половина тока - через источник посто нного тока и зар жающийс  конденсатор 9. Таким образом, за два полуволновых импульса имеет место следующее: через первичную обмотку трансформатора 17 проходит одна волна (один период) переменного тока; в этих услови х каждый из конденсаторов разр жаетс  и зар жаетс , причем среднее значение напр жени  на них остаетс  неизменным и равным половине напр жени  LJn источника пос0 то нного тока; собственна  частота колебаний шк определ етс  параметрами дроссел  16, емкостью параллельно включенных конденсаторов 9 и 10, входной индуктивностью н активным сопротивлением трансформатора 17 с учетом цепей нагрузки; частота 0)0 задающего генератора, производ щего поочередное открытие тиристоров 14 и 15, выбираетс  соо шн.

В режиме холостого хода, когда не введено в действие управление тиристоров 14- 15 и они закрыты, причем тиристоры 12- 13 поочередно открываютс , в таких усто- ви х через открытый тиристор 12 (при закрытом тиристоре 13) полуволновой импульс тока подзар жает конденсатор 10 выше напр жени  0,5 Un, а через открытый тиристор 13 (при закрытом тиристоре 12) аналогично подзар жаетс  конденсатор 9. Поскольку при этом конденсаторы не разр жаютс , а наличие диодов 6 и 7 позвол ет иметь суммарное напр жение конденсаторов больше напр жени  Un, то подзар д конденсаторов продолжаетс  до тех пор, пока у каждого из них напр жение будет Un. Таким образом, наличие диодов 6 и 7, дроссел  11 и работающих тиристоров 12-13 позвол ет увеличить суммарное напр жение на конденсаторах от Un до 2Uii, если от них не отбираетс  активна  мощность .

Совместную работу тиристоров 14-15 и 12-13 целесообразно производить так, чтобы тиристор 12, если он в данном периоQ де открываетс , открывалс  одновременно с тиристором 14, а тиристор 13 в аналогичных услови х открывалс  одновременно с тиристором 15. При таком алгоритме управлени , когда открываютс  тиристоры 12 и 14, подзар д конденсатора 10 происхо5 дит главным образом через тиристор 12, потому что цепь через тиристор 14 имеет большее сопротивление (за счет трансформатора 17 и цепи нагрузки, подсоединен0

5

0

5

ной к его вторичной обмотке); при этом через тиристор 14 преобладающим оказываетс  ток разр да конденсатора 9 на первичную обмотку трансформатора 17. Когда же одновременно открываютс  тиристоры 13 и 15, то подзар д конденсатора 9 происходит главным образом через тиристор 13; при этом через тиристор 15 преобладающим будет ток разр да конденсатора 10 на первичную обмотку трансформатора 17. Таким образом, при упом нутом алгоритме совместной работы тиристоров 14-15 и 12- 13 собственна  частота ошн колебаний тока через первичную обмотку трансформатора 17 увеличитс  из-за уменьщени  контурной емкости, поскольку в контуре станут работать не параллельно два конденсатора , а практически поочередно один из них. При этом улучщаютс  услови  коммутации, потому что шпн со-,. Ввиду повышени  суммарного напр жени  на конденсаторах 9 и 10 при неизменном сопротивлении нагрузки отдаваема  мощность увеличитс  несмотр  на то, что соотношение (шт. ыо) будет немного снижать это увеличение. Различие в неравенстве частот можно уменьшить путем дополнительного регулировани .

В процессе основного регулировани  дл  уменьшени  суммарного напр жени  на конденсаторах 9 и 10 (от 2LJn а режиме холостого хода до и и) целесообразно переходить от управлени  тиристорами 12, 13 каждый период к чередоЕ)анию одного периода с управлением и одного или нескольких периодов без управлени , когда тиристоры закрыты.

Если тиристоры 12, 13 при помощи блока управлени  держатс  в закрытом состо нии , то напр жение выпр мител  пониженное , а конденсаторы 9 и 10 совместно с тиристорами 14 и 15 работают как в известном инверторном узле. Когда же по команде блока управлени  тиристоры 12 и 13, череду сь по полупериодам, начинают подза

р жать конденсаторы 10 и 9, из-за чего напр жение выпр мител  оказываетс  повы- щенным, то инвертор начинает работать в принципиально новом режиме, а именно: через первичную обмотку его выходного трансформатора 17 проходит только ток одного разр жающего конденсатора, вследствие чего одновременно с повышен ем выходного напр жени  питающего выпр мител  происходит увеличение собственной частоты (омн колебаний тока через первичную обмотку трансформатора 17.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Преобразователь гп-фазного низкочастотного напр жени  в однофазное высокочастотное , содержащий последовательно включенные выпр митель, инвертор, выполненный по гюлумостовой схеме с конденсаторным делителем напр жени  и высокочастотный

   трансформатор, а также задатчик частоты с парафазным выходом, св занным с управл ющими входами ключей инвертора , отличающийс  тем, что, с целью расширени  верхней границы частотного диапазона , он снабжен цепочкой из последовательно соединенных первого тиристора, дроссел  с обмоткой, имеющей среднюю точку, и второго тиристора, а также двум  диодами , включенными в провод щем направлении между крайними обкладками конденсаторов упом нутого делител  напр жени  и выводами посто нного тока выпр мител , причем между этими же выводами также в провод щем направлении включена указанна  цепочка, средн   точка обмотки дрос- (ел  и точка соединени  конденсаторов

   объединены, а управл ющие входы введенных тиристоров св заны с выходом указанного задатчика частоты в такой пол рности , котора  обеспечивает одновременное отпирание тиристора и ключа инвертора, которые св заны с одним и тем же выходным выводом выпр мител .