SU1417147A1 - Высоковольтный инвертор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к прерб- разоват.ельной технике и может примен тьс  в источниках питани  повышенной частоты различных электротехнологических установок. Цель изобретени  - повышение КПД и расширение диапазона регулировани . Устройство содержит последовательную цепь из дросселей 1-4 и конденсаторов 5-8, чередующихс  с тиристорами 9-12, шунтированными обратными диодами 1316 .Аноды тиристоров через дроссели 17,19, 21, 23 св заны с положительным входным выводом, а катоды через дроссели .18, 20, 22, 24 - с отрицательным . Импульсы от блока управлени  поступают поочередно на группу четных 10, 12 и нечетных 9, 11 тиристоров . Дл  формировани  выходного тока исчользуетс  как пр мой, так и обратный перезар д конденсаторов. 3 ил. i W

Description

3

JO

4

4

.-л-ь

сриг./

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в преобразовател х повышеной частоты дл  электротермии и элекгротехнологии. . .

Целью  вл етс  повьшение КПД и р асширение диапазона регулировани .

На фиг. 1 приведена,схема высоковольтного инвертора; на фиг. 2 - то же, пример вьтолнени -, на фиг. 3 - временные диаграммы токов и напр жений в них.

Высоковольтный инвертор (фиг. 1) содержит подключенную к выходным вы- водам последовательную цепь из коммутирующих Дросселей 1-4 и конденсаторов 5-8, чередующихс  с вентильными парамиS, образованными тиристорами 9-12 и обратны диодами 13-16, при- чем аноды тиристоров св заны с положительным , катоды - с отрицательным входными выводами через фильтрующие дроссели Четные вентильные пары 10, 14 и 12, 16 включены в поС - ледовательную цепь встречно нечетным парам 9, 13 и 11, 15. Блок управлени на фиг, 1 не показан.

В момент t- диоды выключаютс , к

Iторы восстанавливают свою управл е-

В примере вьтолнени  высоковольт- ,,зд мость. ного инвертора (фиг. 2) коммутирующие дроссели соединены друг с другом и с одним из выходных вьшодов (в этом случае дроссели могут быть выполнены в виде единой конструкции - дроссел  с индуктивностью, равной сумме индуктивностей дросселей 1-4).

Высоковольтный инвертор работает следующим образом с.

Импульсы от блока управлени  пос35

40

тиристорам 10 и 12 прикладываетс  пр мое напр жение, равное сумме напр жений на конденсаторах, коммутирующих дроссел х и нагрузке. При эт конденсаторы восполн ют энергию, затраченную при перезар де в нагрузке, за счет токов дросселей и напр жение на них имеет пол рность, показанную на фиг. 1.

тупают поочередно на группы нечетных и четных тиристоров Посде подачи первого импульса на тиристоры нечетной группы 9 и 11 вместе с медленным

В моме«т t включаютс  тиристоры

10 и 12 и за счет обратного перезар да конденсаторов по цепи 8-4-9-1- 5-10-2-6-11-3-7-12 - нагрузка начинанарастанием токов в дроссел х 17, 18, j етс  формирование другой полуволны

21 и 22 через дроссели 19 и 24 зар жа- тока нагрузки. При этом процессы в

ютс  конденсаторы 5 и 8, а через дрос- схеме аналогичны процессам при форсели 23 и 20 - конденсаторы 7 и 6.

При поступлении от блока управлени 

импульсов на тиристоры четной группы

10 и 12 конденсаторы 5-8, предвари50

мировании первой полуволны тока. Б момент t(j включаютс  тиристоры 9 и t1 и ток начинают проводить диоды 13 и 15. В момент t последние выключаютс  и включенными остаютс  тиристоры 10 и 12, через которые током дросселей дозар жаютс  конденсаторы 5-8.

тельно зар женные напр жением пол рности , показанной на фиг. 1, перезар  - жаютс  по контуру 8-4-9-1-5-10-2-6- 11-3-7-12 - нагрузка. Ранее включенные тиристоры 9 и 11 вьпспючаютс , пос- ле чего ток перезар да проходит через диоды 13 и 15, при этом-тиристоры 9 И 11 восстанавливаютс . После

выключени  диодов 13 и 15 конеденса- торы 5-8 зар жаютс  напр жением обратной пол рности - токами дросселей 17, 22, 21 и 18, при этом токи в дроссел х 19, 20, 23 и 24 медленно нарастают . При поступлении управл ющих им-, пульсов на тиристоры 9 и 11 цикл пере- зар да начинаетс  снова и через несколько периодов токи и напр жени  в схеме нарастают до установившегос  значени .

Временные диаграгимы токов и напр жений в установившемс  режиме, показаны на фиг . 3,

В момент tb, когда провод т ток тиристоры 10 и 12, поступают управл ющие импульсы на тиристоры 9 и 11 и происходит разр д предварительно зар женных ковденсаторов по цепи 12-7-3- 11-6-2-10-5-1-9-4-8 - нагрузка.

В момент t, включаютс  тиристоры 10 и 12 и диоды 14 и 16. Интервал времени t,-t, в течение которого через диоды 14 и 16 протекает полуволна тока, к тиристорам 10 и 12 приложено обратное напр жение, равное пр мому падению-напр жени  на диодах, и тйрисВ момент t- диоды выключаютс , к

ть.

мость.

тиристорам 10 и 12 прикладываетс  пр мое напр жение, равное сумме напр жений на конденсаторах, коммутирующих дроссел х и нагрузке. При этом конденсаторы восполн ют энергию, затраченную при перезар де в нагрузке, за счет токов дросселей и напр жение на них имеет пол рность, показанную на фиг. 1.

В моме«т t включаютс  тиристоры

мировании первой полуволны тока. Б момент t(j включаютс  тиристоры 9 и t1 и ток начинают проводить диоды 13 и 15. В момент t последние выключаютс  и включенными остаютс  тиристоры 10 и 12, через которые током дросселей дозар жаютс  конденсаторы 5-8.

В момент tg вновь поступают импульсы на нечетные тиристоры и начинаетс  следующий цикл работы инвертора .

Таким образом, дл  формировани  выходного тока используетс  как пр мой , так и обратный перезар д коммутирующих конденсаторов. Поскольку коммутаци  тиристоров обеспечиваетс  не второй, а первой полуволной тока коммутирующего контура, инвертор работоспособен при больших величинах затуханий (не 0,8-1 как в известных схемах , а 1,2-1,6), что позвол ет получить на выходе большее.напр жение.

Инвертор имеет более высокий КПД при работе на длинньш фидер питани  нагрузки. Использование инвертора, изображенного на фиг. 2, кроме упрощени  конструкции, позвол ет частично или полностью заменить коммутирукг дроссели индуктивностью фидера.Предлагаемый высоковольтный инвертор при работе на резонансную нагрузку (индуктор с компенсирующей батареей конденсаторов) имеет более широкий диапазон регулировани .

Йоскольку в спектре выходного тока .отсутствует втора  и другие четные гармоники, возможно снижение частоты без возникновени  кратных резо- нансов на 30-40%, что расшир ет диапазон регулировани  мощности. Увели- ченньм диапазон изменени  частоты позвол ет использовать данный инвертор дл  питани  группы резонансных нагру«ъ

зок, настроенных на различные частоты с поочередной настройкой на резонанс в каждой из них, а также расшир ет функциональные возможности источника питани .

Claims (1)

1. Формула изоб.ретени 

   Высоковольтный инвертор,содержащий подключенную к выходным вьшодам последовательную цепь из коммутирующих LC-контуров, чередующихс  с соответствующими им вентильными парами , образованными тиристором и обратным диодом, причем аноды тиристоров св заны с положительным, катоды .- с отрицательным входными вывода14и через фильтрующие дроссели, а управл ющие выводы тиристоров подключены к соответствующим выходам блока управлени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД и расширени  диапазона регулировани , установлено четное число вентильных пар и LC-контуров, четные вентильные пары включены в последовательную цепь встречно нечетным, а блок управлени  выполнен двухтактным, причем управл юш;ие выводы четных и нечетных тиристоров подключены соответственно к выходам блока управлени , формирующим противофазные последовательности импульсов .

   (риа.2

   Тан

   f SjrfHu S.n

   to. 12 /fitfTfljtji eMt/ft

   S,ej,8

   /«, 16

   ВыхоУнои fnffft

   Тона

   f7.rg,ff.a tS, 20.33.

   BxotfMffiJ

   тон

   t,ii it iit is и (f ue.S