SU1390745A1 - Тиристорный генератор высокой частоты - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и м.б. использовано дл  возбуждени  магнитострикци- онных преобразователей. Цель изобретени  - повьшение надежности работы на нелинейную нагрузку. содержит выпр митель на тиристорах 1-4, вспомогательный диодно-резистивный выпр митель на цепочках 5-8. Две по- лз мостовые  чейки выполнены на тиристорах 31-34 с С-контурами 23-26, встречными диодами 19-22, 27-30 и выходным тр-ром 17, имеющим вольто- добавочные отпайки. Наличие второй  чейки позвол ет осуществить управление тиристорами так, что при формировании каждой полуволны высокочастотного тока участвуют оба разделительных конденсатора 11, 12. При возникновении несимметрии высокочастотного тока, а также в случае срыва инвертировани  происходит запирание основного выпр мител  из-за снижени  уровн  тока управлени  анодной или катодной группы тиристоров 1-4 выпр мител  или отсутстви  его в случае срыва. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. Q сл

Description

Ш2&29

со

о

4 СП

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и предназначено дл  улучшени  характеристик и повышени  надежности работы тиристорных генераторов высокой частоты, используемых дл  возбуждени  магнитострик- ционных преобразователей.

Цель изобретени  - повышение наные обмотки которых через выпр мительные мосты нагружены на управл ющие электроды тиристоров выпр мител , причем один трансформатор обеспечивает управление катодной группой тиристоров выпр мител , а второй - анодной. Импульсы управлени  тиристорами инверуорных  чеек распреде

15

20

25

30

режности работы на нелинейную нагруз- Q лены так, что синфазно отпираютс  Ку.

На чертеже приведена схема генератора .

Тиристорный генератор высокой частоты содержит входной вг тр митель Йа тиристорах 1-4, вспомогательный йыпр ьштель, образованный параллельным подключением диодно-резистивных цепей 5-8 к тиристорам основного выпр мител , входной Т-образный фильтр На дроссел х 9 и конденсаторе 10, разделительные конденсаторы 11 и 12, дополнительные конденсаторы 13, подключенные через выпр )иительнь1е мосты 14 к трансформаторам 15 и 16 тока.

Выходной трансформатор 17 подключен к нагрузке 18, причем первичные Обмотки подключена к дополнительным йстречным диодам 19-22. Коммутирую- ЙЩв LC-контуры 23 и 24 и LC-кон туры 25 и 26 смещени  инверторных  чеек Подключены к встречньп диодам 27-30 И тиристорам 31-34.

Система 35 управлени  осуществл - т формирование и распределение импульсов управлени  между тиристорами (1нверторных  чеек. I Генератор работает следующим об- )азом.

При подаче переменного напр жени  Йитающей сети на входные выводы гене ратора с помощью диодно-резистивного моста 5-8 происходит зар д конденсаторов 10-12 малым током до напр жени , примерно равного амплитудному значению напр жени  питающей сети. Величина зар дного тока определ етс  13 основном величиной внутреннего сопротивлени  днодно-резистивного мо- ,ста. При этом основной выпр митель 1-4 не работает из-за отсутстви  им- 50 пульсов управлени  на управл ющих переходах тиристоров.

Пуск инвертора осуществл етс  с предварительно зар женных конденсаторов 10-12. В процессе инвертирова- 55 :ии  высокочастотного тока последний протекает через первичные обмотки трансформаторов 15 и 16 тока, вторичтиристоры 31 первой  чейки и тирис ры 34 второй, при этом протекают полуволны тока, близкие по форме к синусоидальной по контурам 11, 15, 31, 25, 23, 17 и 11 и соответствен по контурам 12, 17, 24, 26, 34, 1 и 12, при этом коммутирующие конде саторы LC-контуров 23 и 25 и соотв ственно LC-контуров 24 и 26 в сумм зар жаютс  до напр жени , примерно равного выпр мленному. Это напр же ние распредел етс  между конденсат рами LC-контуров 23 и 25 (24 и 26) соединенными последовательно, обра но пропорционально их емкости, при чем правые обкладки конденсаторов LC-контуров 23 и 25 первой вентиль  чейки будут иметь знак +, левые -, а обкладки конденсаторов LC-к туров 24 и 26 второй  чейки - соот ственно - и -н, что обеспечивае выключение основных вентилей 31 и Далее через диоды 27 первой  че и диоды 30 второй полуволнами тока близкими по форме к синусоидальной по контурам 27, 15, 11, 17, 23 и 2 и соответственно по контурам 30, 2 17, 12 и 30 происходит частичный р р д конденсаторов LC-контуров 23 и соответственно LC-контуров 23 и со - соответственно LC-контуров 24, а к денсаторы LC-контуров 25 и 26 не р р жаютс , что обеспечивает повышен обратное напр жение на тиристорах и 34 в течение всего времени проте кани  тока через встречные диоды 2 и 30. При этом первичные обмотки в ходного трансформатора 17 включены в диагонали  чеек так, что токи  ч

35

45

ек, проход  через свои обмотки, фо мируют в магнитопроводе трансформа ра потоки, совпадающие по направле т.е. в нагрузке выдел етс  ток, пр порциональный сумме токов  чеек.

Во втором такте отпираютс  тири ры 32 первой  чейки и тиристоры 3 второй. При этом протекают полувол ны тока, близкие по форме к синусо идальной по контурам 12, 17, 23, 2

15

20

25

30

Q лены так, что синфазно отпираютс 

50

тиристоры 31 первой  чейки и тиристоры 34 второй, при этом протекают полуволны тока, близкие по форме к синусоидальной по контурам 11, 15, 31, 25, 23, 17 и 11 и соответственно по контурам 12, 17, 24, 26, 34, 16 и 12, при этом коммутирующие конденсаторы LC-контуров 23 и 25 и соответственно LC-контуров 24 и 26 в сумме зар жаютс  до напр жени , примерно равного выпр мленному. Это напр жение распредел етс  между конденсаторами LC-контуров 23 и 25 (24 и 26), соединенными последовательно, обратно пропорционально их емкости, причем правые обкладки конденсаторов LC-контуров 23 и 25 первой вентильной  чейки будут иметь знак +, левые - -, а обкладки конденсаторов LC-контуров 24 и 26 второй  чейки - соответственно - и -н, что обеспечивает выключение основных вентилей 31 и 34. Далее через диоды 27 первой  чейки и диоды 30 второй полуволнами тока, близкими по форме к синусоидальной, по контурам 27, 15, 11, 17, 23 и 27 и соответственно по контурам 30, 23, 17, 12 и 30 происходит частичный разр д конденсаторов LC-контуров 23 и соответственно LC-контуров 23 и соот- соответственно LC-контуров 24, а конденсаторы LC-контуров 25 и 26 не разр жаютс , что обеспечивает повышенное обратное напр жение на тиристорах 31 и 34 в течение всего времени протекани  тока через встречные диоды 27 и 30. При этом первичные обмотки выходного трансформатора 17 включены в диагонали  чеек так, что токи  че35

45

ек, проход  через свои обмотки, фор- мируют в магнитопроводе трансформатора потоки, совпадающие по направлению т.е. в нагрузке выдел етс  ток, пропорциональный сумме токов  чеек.

Во втором такте отпираютс  тиристоры 32 первой  чейки и тиристоры 33 второй. При этом протекают полуволны тока, близкие по форме к синусоидальной по контурам 12, 17, 23, 25,

32, 16 и 12 первой и по контурам 11, 15, 33, 26, 24, 17 и 11 второй вен- .тильных  чеек. Конденсаторы LC-конту ров 23 и 25 и соответственно LC-кон- туров 24 и 26 перезар жаютс  в сумме до напр жени , примерно равного выпр мленному с пол рностью, противоположной пол рности первого такта, т.е. правые обкладки конденсаторов LC-контуров 23 и 25 первой вентильной  чейки будут иметь знак -, левые - +, а обкладки конденсаторов LC-контуров 24 и 26 второй  чейки - соответственно +, -, что обеспе- чивает выключение тиристоров 32 и 33

Далее включаютс  диоды 28 первой  чейки и диод 30 второй, через которые полуволнами тока, близкими по фо ме к синусоидальной по контурам 28, 23, 17, 12, 16, 28 и соответственно по контурам 29, 15, 11, 17, 24 и 29 происходит частичный разр д конденсаторов LC-контуров 23 и 24. При этом конденсаторы LC-контуров 25 и 26 не разр жаютс  и обеспечивают повьшен- ное обратное напр жение на тиристорах 32 и 33. В нагрузке вьщел етс  ток, пропорциональный сумме токов  чеек, причем по окончании второго такта в нагрузке выделитс  полный период высокочастотного тока.

Дл  ограничени  напр жени  на нагрузке 18 в случае значительного увеличени  ее сопротивлени  первичные обмотки трансформатора 17 через вольтодобавочные отпайки подключены с помощью диодов 19, 21 и 20, 22 к разделительным конденсаторам 11 и 12 причем обща  точка первичных обмоток соединена с общей точкой этих конденсаторов . Таким образом, в каждом такте напр жение на нагрузке (первичных обмотках) сравниваетс  с.поло- виной питающего напр жени . В случае превьшени  напр жением первичных обмоток трансформатора, с учетом вольто добавочных отпаек, половины питающего напр жени  происходит отпирание диодов 19 и 22 в первом такте или диодов 21 и 20 во втором и тем самым напр жение на нагрузке (первичной обмотке ) ограничиваетс  на заданном уровне. Количество витков вольтодо- бавочных отпаек выбираетс  из условий надежной работы генератора при увеличении сопротивлени  нагрузки вплоть до холостого хода и составл 

Q

п 5

5 0 5 Q ,

0

ет 15-20% по отношению к числу витков основной первичной обмотки.

При использовании в качестве нагрузки генератора магнитострикционно- го преобразовател  дл  возбуждени  механических колебаний на частоте генератора необходимо производить подмагничивание сердечника посто нным током (пол ризацию магнитной системы ) . Одно чейковые генераторы обладают существенными недостатками, св - занньп-ш с нелинейностью нагрузки, вследствие чего происходит недопустимое перераспределение напр жений на разделительных конденсаторах, а следовательно, на элементах инвертора токов в плечах инвертора и как следствие времени, предоставл емого дл  восстановлени  управл емости тиристоров .

В генераторе за счет введени  второй  чейки по вл етс  возможность управл ть тиристорами  чеек так, что оба разделительных конденсатора одновременно участвуют в формировании полуволн высокочастотного тока, создающих магнитные потоки в нагрузке как совпадающие с посто нным полем подмагничивани , так и противоположные ему. Таким образом, перераспределение напр жени  между разделительными конденсаторами 11 и 12 существенно снижаетс . 1 i

В случае возникновени  несимметрии в схеме происходит перераспределение токов высокой частоты, протекающих через трансформатор 15 тока, раз- делительньш конденсатор 11 и трансформатор . 16 тока, разделительный конденсатор 12. Причем при увеличении :.... амплитуды тока в плече 11, 15 уменьшаетс  амплитуда тока в плече 12, 16, при этом параметры трансформатора тока выбраны так, что уменьшение тока приводит к выключению тиристоров 3 и 4 анодной группы из-за- недостатка тока управлени . В случае обратного перераспределени  высокочастотного тока (ток в плече 16, 12 больше, чем в плече 11, 15) запираютс  тиристоры 1 и 2 катодной группы . В обоих случа х запираетс  основной выпр митель 1-4, генератор останавливаетс . Кроме того, трансформаторы 15 и 16 выполн ют функции защиты элементов генератора.от выхода из стро  при срывах.инвертировани .

Claims (2)

1. Тиристорный генератор высокой частоты, содержащий подключенную к входному выпр мителю через Т-образный фильтр инверторную  чейку, состо щую из двух последовательно сое- д|иненных тиристоров, общий вывод ко- Т;Орых через LC-контур смещени  соединен с общим выводом встречных дио- Д1ОВ, подключенных, в свою очередь, LC-коммутирующий контур и первичную обмотку выходного трансформатора к первым выводам делительных Конденсаторов, вторые выводы которых с;оединены с общими вьшодами тиристоров и встречных ДИОДОЕ1. и образуют зажимы посто нного тока инверторной  чейки, а управл ющие электроды тиристоров подключены к разным каналам системы управлени , о т л и ч а - ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  надежности работы на нелинейную нагрузку-, он дополнительно снабжён второй аналогичной инверторной   чейкойи дополнительными встречными диодами, выпр митель выполнен тири- сторным, а выходной трансформатор выполнен с двум  первичньми обмот- ками, имеющими-вольтодобавочные от- дайки, к которым подюгкочены коммутирующие контуры первой и второй ин

5

0

5

0

верторных  чеек, имеющих общие выводы посто нного тока,- первые выводы разделительных конденсаторов объединены, а свободные выводы первичных обмоток выходного трансформатора- соединены с выводами посто нного тока инвер- торных  чеек через дополнительные встречные диоды, причем управл ющие электроды тиристоров разных  чеек, соединенных с разноименными выводами посто нного тока, подключены к одному и тому же каналу системы управлени .

2. Генератор по п. 1, отличающийс  тем, что он снабжен двум  трансформаторами тока, выпр мительными мостами, дополнительными конденсаторами и диодно-резистивны- ми деп ми, шунтирующими тиристоры входного выпр мител , причем первичные обмотки трансформаторов тока включены последовательно с разделительными кон,ценсаторами, вторичные обмотки одного трансформатора тока через выпр мительные мосты, зашунти- рованные дополнительными.конденсаторами , соединены с управл юш(ими электродами тиристоров катодной группы входного выпр мител , а вторичные обмотки второго трансформатора тока - с управл ющ1 ми электродами тиристоров анодной группы входного выпр мител .