SU1432702A1 - Последовательный инвертор тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике. Цель изобрете- . ни  - расширение функциональных возможностей за счет обеспечени  регулировани  при работе на высокодинамичную нагрузку, измен ющунгс  в широких пределах. Устр-во содержит управл емые вентили 2 и 3, дроссель 4, вклю- че1шьш в диагональ посто нного тока моста на управл емых вентил х 5-8. Конденсатор 11 подключен к местам соединени  вентилей 2 и 3 и вентилей 6 и 8, Нагрузка 12 представл ет собой сварочньй трансформатор. Регулирова- ние длительности импульсов сварочного § тока производитс  изменением времени задержки подачи управл ющих сигналов на вентили 5 и 7 соответственно по отношению к моментам включени  вентилей 2, 8 и 3, 6. 5 ил.

Description

4

СО

to о to

Фие. I

11432702

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах питани  сварочной дуги переменным пр моугольным, импульсным и посто нным током.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет обеспечени  регулировани  при работе на высокодинамичную нагругзкур изме- JQ н кнцуюс  в широких пределах.

На фиг.1 и 2 изображена схема инвертора: на фиг. 3-5 - временные ди- аграммы токов и напр жений U, по с- н ющие работу инвертора.

Инвертор (фиг. 1) содержит после- довательно подключенные между положи- тельным, и отрицательным выводами ис- точника 1 посто нного напр жени  до- полнительные управл емые вентили 2 20 И 3, дроссель 4, включенный в диагональ посто нного тока моста на управ- л емых вентил х 5-8 и соединенны че- рез диоды 9 и 10 с выводами источни- ка 1, а также конденсатор И, под- 25 ключенный своими выводами

35

соответст г венно к Точкам соединени  вентилей

2, 3 и вентилей 6, 8. Нагрузка 12, представл юща  собой сварочньй транс- форматор (фиг, 1) либо сварочный 30 трансформатор с выпр мителем во вто- ричной цепи (фиг. 2), подключена меж- ду общей точкой соединени  вентилей 5 и 7 и средним выводом источника 1, Инвертор работает спедующим образом .

Допустим к моменту t конденсатор 11 зар жен до напр жени  питани  источника 1 и указанной на фиг. 1 пол рности , а ток нагрузки замыкаетс  по контуру: средний вывод источника 1 - нагрузка 12 (перв1гчна  обмотка сварочного трансформатора) - вентиль 7 - дроссель 4 - диод 9 - плюс источника 1 включение

40

В момент tg производитс 

вентилей 2, 8 и Вентиль

45

50

5 импульсами управлени  „ Вентиль 7 запираетс , попада  под обратное напр жение, выдел емое на дросселе 4. Ток нагрузки измен ет направление и замыкаетс  по контуру: плюс источника 1 - вентиль 2 - конденсатор 11 - вентипь 8 - дроссель 4 - вентиль 5 - нагрузка 1 2 - средний вывод источника 1. В момент t, конденсатор 11 перезар жа- етс  до напр жени  обратной пол рности . Тиристоры 2 и 8 обесточиваютс  и восстанавливают управл ющие свойства, а ток нагрузки замыкаетс  через отк м

н л и с ч

т ц л т п д

и т ч т м

м л в с д м с ки ко ди до л и р ги сл че

в ли

Q

5

0 5

5

0

0

5

крывшийс  диод 10, протека  по контуру: минус источника 1 - диод 10 - дроссель 4 - вентиль 5 - нагрузка 12 средний вывод источника 1. В момеит tj включаютс  вентили 3, 6 и 7. Вентиль 5 запираетс , попада  под обратное напр жение. Ток нагрузки мен ет направление и протекает по контуру: средний вьшод источника 1 - нагрузка 12 - вентиль 7 - дроссель 4 - вентиль 6 - конденсатор 11 - вентиль 3 - минус источника 1. В момент t- конденсатор 11 вновь перезар жаетс  до напр жени  U указанной на фиг. 1 пол рности . Вентили 3 и 6 запираютс  и восстанавливают свои управл ющие свойства, а ток нагрузки замыкаетс  через открывшийс  диод 9. В момент t производитс  включение вентилей 2, 8 и 5 процессы в инверторе повтор ютс .

В обмотках сварочного трансформатора формируетс  пр моугольный переменный ток, благопри тный дл  процесса сварки. При наличии выпр мител  на вторичной стороне сварочного трансформатора (фиг. 2) питание дуги производитс  посто нным током, повтор ющим форму тока в сглаживающем дросселе 4.

При посто нстве частоты модул ции инвертор имеет круто падающую характеристику , т.е.  вл етс  параметрическим источником тока. Величина тока измен етс  с изменением частоты модул ции инвертора..

Стабилизаци  и регулирование тока могут быть обеспечены путем однопози- ционного слежени  за задающим сигналом i 1. (фиг, 3), Така  система позвол ет получать предельное быстродействие при обработке возмущающих и за- даклдих сигналов. При этом слежение может производитьс  за током дроссел  4, пропорциональным току нагрузки . Измен   ii по необходимому закону , можно получить импульсно-перио- дические режимы, позвол ющие дл  каждого конкретного случа  получать наилучшее качество сварного соединени  и экономию металла. В качестве примера на фиг. 4 приведена форма тока дуги ia дл  схемы фиг. 2 при работе след щей системы в импульсно-периоди- ческом режиме.

Инвертор позвол ет таю е реализовать режим широтно-импульсного регулировани  тока. Алгоритм переключени  вентилей и временные диаграммы дл  данного режима изображены на фиг, 5. В этом режиме инвертор работает следующим образом.

Допустим к моменту t ток нагрузки замыкаетс  через вентиль 7 и диод 9. В момент tp включаютс  вентили 2 и 8, вентиль 7 запираетс  и ток нагрузки спадает к нулю. Ток дроссе- л  4 замыкаетс  по контуру: дроссель А - диод 9 - вентиль 2 - конденсатор 11 - вентиль 8, перезар жа  конденсатор 11. В момент t, включаетс  вентиль 5. Ток нагрузки возрастает до значени  тока дроссел  4 (практически мгновенноJ если не учитывать индуктивность рассе ни  сварочного трансформатора) и замыкаетс  в контуре: плюс источника 1 - вентиль 2 - конденсатор 11 - вентиль 8 - дроссель 4 - вентиль 5 - нагрузка 12 - средний вывод источника 1, В момент tj конденсатор 11 перезар жаетс  до обратного напр жени , равного U, и отпираетс  диод 10, замыкающий на себ  ток перегрузки. Вентили 2 и 8 восстанавливают свои управл ющие свойства . В момент t включаютс  вентили 3 и 6 и ток дроссел  4 начинает протекать по контуру: дроссель 4 - вентиль 6 - конденсатор 11 - вентиль 3 - диод 10. Вентиль 5 запираетс  и ток нагрузки спадает к нулю. В момент t4 включаетс  вентиль 7. Ток нагрузки вновь возрастает до тока дроссел  4 и протекает по контуру: средний вывод источника 1 - нагрузка 12 - вентиль 7 - дроссель 4 - вентиль 6 - конденсатор 11 - вентиль 3 - минус источника 1. По окончании перезар да , конденсатора 11 в момент t открываетс  диод 9 и замыкает на себ  ток нагрузки. В момент t включение вентнпей инверторе повтор ютс .

Регулирование длительности импульсов сварочного тока производитс  изменением времени задержки подачи управл ющих сигналов на вентили 5 и 7 соответственно по отношению к моментам включени  вентилей 2, 8 и 3,6

Контроль коммутационной устойчивости инвертора обеспечиваетс  слежением за током конденсатора 11. Пода

- производитс  2 и 8, процессы.в

Q 5 0 5

0

5

0

5

0

5

ча очередных игшульсов управлени  на вступающие в работу вентили 3, 6 либо 2 , 8 разрещаетс  лишь по окончании перезар да конденсатора II и временной задержки, необходимой дл  восстановлени  управл ющих свойств водивших вентилей (2 либо 3).

Устройство устойчиво работает не только в режиме больших токов и ко « роткого замыкани , но и в режиме малых токов и холостого хода. Так при обрыве дуги всегда имеетс  контур дл  протекани  тока дроссел  4 через отпираюпщес  диоды 9 или 10. Максимальные напр жени  на всех элементах и выходе инвертора строго ограничены и не завис т от изменени  нагрузки. Инвертор, облада  широкими функциональными возможност ми, обеспечивает быстродействующее регулирование и стабилизацию тока нагрузки, реализует щиротно-импульсное регулирование тока и импульсно-периодические режимы работы.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Последовательный инвертор тока, содержащий однофазный управл емый вентильный мост, к одному из выводов посто нного тока которого подключен дроссель,к первому выводу переменного тока - конденсатор, а к второму выводу переменного тока - один из выходных выводов, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет обеспечени  регулировани  при работе на вы- сокодииамическую нагрузку, измен ющуюс  в широких пределах, он снабжен двум  диодами и двум  последовательно соединенными дополнительны управл емыми вентил ми, подключенными к входным выводам ;и соедине1Шыми общей точкой со свободным выводом конденсатора , причем дроссель свободным выводом подключен к противоположному выводу посто нного тока вентильного мост,а, а дополнительные диоды соединены с дросселем в последовательную цепь, включенную встречно между положительным и отрицательным входными выводами.

   . 2

   V

   PU2M