SU1474816A1

SU1474816A1 - Self-excited inverter

Info

Publication number: SU1474816A1
Application number: SU874289123A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Викторович Старцев; Евгений Александрович Лобов; Фанзиля Наильевна Абсалямова; Владимир Георгиевич Казанцев; Игорь Константинович Бабенко
Original assignee: Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1987-07-27
Filing date: 1987-07-27
Publication date: 1989-04-23

Abstract

Изобретение относитс к преобразовательной технике и может найти широкое применение при проектировании и конструировании источников питани дл индукционных установок. Целью изобретени вл етс повышение надежности и увеличение КПД. Устройство содержит тиристорные мосты 4 и 5. Параллельно нагрузке 26 включены конденсаторы 29 и 30, соединенные через резистор 31 с отрицательным выводом источника питани 3. Включение демпфирующих цепей параллельно мостам позвол ет снизить не только перенапр жени , источниками которых вл ютс дроссели 22 и 24, но и перенапр жени , обусловленные скачкообразным изменением тока во входных дроссел х 1 и 2. 2 ил.The invention relates to converter technology and may find wide application in the design and construction of power sources for induction installations. The aim of the invention is to increase reliability and increase efficiency. The device contains thyristor bridges 4 and 5. Parallel to the load 26, capacitors 29 and 30 are connected, connected via a resistor 31 to the negative terminal of the power source 3. Switching on the damping circuits in parallel to the bridges reduces not only the overvoltages, which are the chokes 22 and 24, but also overvoltages caused by a jump-like change in the current in the input chokes x 1 and 2. 2 Il.

Description

4 four

4four

ООOO

ОABOUT

Изобретение относитс к преобра- зовательной технике и может найти применение широкое при проектировании и конструировании источников питани дл индукционных электротермических установок.The invention relates to a conversion technique and may find wide application in the design and construction of power supplies for induction electrothermal installations.

Цель изобретени - повышение надежности и увеличени КПД за счет уменьшени количества элементов.The purpose of the invention is to increase reliability and increase efficiency by reducing the number of elements.

На фиг. 1 приведена принципиальна электрическа схема автономного инвертора; на фиг. 2 - диаграммы токов i и напр жений U в схеме инвертора .FIG. 1 is a circuit diagram of an autonomous inverter; in fig. 2 - diagrams of currents i and voltages U in the inverter circuit.

Инвертор (фиг. 1) содержит подключенные через входные дроссели 1 и 2 к источнику 3 питани тиристор- ные мосты 4 и 5 (тиристоры 6-9 моста 4 и тиристоры 10-13 моста 5) соThe inverter (Fig. 1) contains thyristor bridges 4 and 5 (thyristors 6–9 of bridge 4 and thyristors 10–13 of bridge 5) connected via input chokes 1 and 2 to power supply 3.

встречно -параллельными диодами (диоды 14-17 моста 4 и диоды 18-21 моста 5), диагонали переменного тока которых образованы последовательными цепочками из коммутирующих дросселей 22 и 24 и конденсаторов 23 и 25, нагрузку 26, состо щую из индуктора 2s, зашунтированного компенсирующей батареей 28 конденсаторов, включенную между анодными выводами мостов 4 и 5, при этом параллельно нагрузке 26 включена цепочка из последовательно соединенных конденсаторов 29 и 30, обща точка которых соединена чергз резистор 31 с отрицательным выводом источника 3 питани .counter-parallel diodes (diodes 14-17 of bridge 4 and diodes 18-21 of bridge 5), the diagonal of alternating current of which is formed by successive chains of commutating chokes 22 and 24 and capacitors 23 and 25, the load 26 consisting of inductor 2s, compensated bypass a capacitor battery 28 connected between the anode terminals of bridges 4 and 5, while parallel to the load 26 a chain of series-connected capacitors 29 and 30 is connected, the common point of which is connected via the resistor 31 to the negative terminal of the power supply 3.

На фиг. 2 представлена работа схемы в установившемс режиме. Пусть в , первоначальный момент времени t0 коммутирующие конденсаторы 23 и 25 зар жены до напр жени , превышающего напр жение источника питани , пол рностью ,, указанной на фиг. 1.FIG. 2 shows the operation of the circuit in steady state. Let in, the initial moment of time t0 the switching capacitors 23 and 25 are charged to a voltage exceeding the voltage of the power source, polarity, indicated in FIG. one.

В момент времени t0 управл ющий импульс (.„. (фиг. 2), подаваемый от схемы управлени , открывает тиристоры 6 и 9 тиристорного моста 4. Как видно из фиг. 2, в этот момент еще продолжают гореть тиристоры 10 и 13 тиристорного моста 5. В интервале времени t0-t1 происходит коммутаци тока с тиристоров 10 и 13 на тиристоры 6 и 9. В момент времени t,, происходит выключение тиристоров 10 и 13 и включение диодов 18 и 21. Ком- мутаци тиристоров обеспечиваетс тем, что за врем горени тиристоров коммутирующий конденсатор перезар жаетс до напр жени , большего, чемAt time t0, the control pulse (. „. (Fig. 2) supplied from the control circuit opens the thyristors 6 and 9 of the thyristor bridge 4. As can be seen from Fig. 2, at this moment the thyristors 10 and 13 of the thyristor bridge are still burning 5. In the time interval t0-t1, the current is switched from thyristors 10 and 13 to thyristors 6 and 9. At time t, thyristors 10 and 13 turn off and diodes 18 and 21 turn on. thyristor burning time the switching capacitor is recharged to a voltage greater than

напр жение источника питани и подача управл ющих импульсов на тиристоры происходит таким образом, чтобы в образовавшемс колебательном контуре напр жени на коммутирующих конденсаторах 23 и 25 имели разную пол рность . В результате по контуру, состо щему из коммутирующих конденсаторов 23 и 25, дросселей 22 и 24, нагрузки 26 и вентилей тиристорных мостов 4 и 5 протекает колебательный ток, который обеспечивает коммутацию тиристоров.the voltage of the power source and the supply of control pulses to the thyristors take place in such a way that in the resulting oscillating circuit the voltage on the switching capacitors 23 and 25 have different polarity. As a result, an oscillating current flows through the circuit consisting of switching capacitors 23 and 25, chokes 22 and 24, loads 26, and gates of thyristor bridges 4 and 5, which ensures the switching of thyristors.

В интервале времени t( -t2 происходит разр д коммутирующего конденсатора 25 до напр жени , величина которого меньше, чем напр жение источника 3 питани Uj , вследствие колебательного характера процесса. Поэтому после перехода тока встречных диодов 18 и 21 через ноль он продолжает протекать в обратном направлении , так как встречные диоды восстанавливают свою вентильную прочность не мгновенно, а в течение некоторого времени (1,0-12 мкс), завис щего от типа примен емого вентил . При этом происходит нарастание тока в коммутирующей диагонали тиристорного моста 4 и уменьшение тока в коммутирующей диагонали тиристорного моста 5„ После восстановлени вентильной прочности встречными диодами 18 и происходит их резкое выключение за врем , равное 0,1-0,2 мкс. Энерги , накопленна при протекании- обр атно- го тока, через диоды 18 и 21 в дроссел х 1, 2, 22, 24 должна выделитьс в виде перенапр жений на закрывшихс диодах и, следовательно, на всем мосту 5. Это коммутационное перенапр жение образует первый пик (фиг. 2). Дл снижени величины и амплитуды перенапр жений служат демпфирующие цепочки, состо щие из конденсатора 29, резистора 31 и конденсатора 30, резистора 31, включенные не параллельно обратным диодам, как это прин то, а параллельно самим мостам 4 и 5. Обратный ток встречных диодов 18 и 21, достигший к моменту его обрыва величины 10-50 А и протекающий через входные дроссели 1 и 2, после выключени диодов переключаетс на цепь, состо щую из конденсаторов 30 и резистора 31. При этом происходит снижение амплитуды и крутизны нарастающего напр жени наIn the time interval t (-t2, the switching capacitor 25 discharges to a voltage less than the voltage of the source 3 of the power Uj due to the oscillatory nature of the process. Therefore, after the current passes through the counter diodes 18 and 21 through zero, it continues to flow in reverse direction, since the counter diodes recover their valve strength not instantaneously, but over a period of time (1.0–12 µs), depending on the type of valve used. This causes an increase in the current in the switching diagonal stator bridge 4 and a decrease in the current in the switching diagonal of the thyristor bridge 5 "After the valve durability is restored by the counter diodes 18, they are suddenly turned off in a time of 0.1-0.2 μs. The energy accumulated during the flow of the active current, through diodes 18 and 21 to the throttles x 1, 2, 22, 24 should be allocated in the form of overvoltages on the closed diodes and, therefore, on the whole bridge 5. This switching overvoltage forms the first peak (Fig. 2). To reduce the magnitude and amplitude of the overvoltages, there are damping chains consisting of capacitor 29, resistor 31 and capacitor 30, resistor 31, connected not parallel to the reverse diodes, as is customary, but parallel to bridges 4 and 5. Reverse current of counter diodes 18 and 21, having reached 10-50 A by the time of its interruption and flowing through the input chokes 1 and 2, after turning off the diodes, switches to a circuit consisting of capacitors 30 and resistor 31. At the same time, the amplitude and steepness of the increasing voltage decrease

мосту 5 и следовательно, на вентил х моста. Под действием перенапр жений, возникающих в это же врем на дросселе 24 в диагонали моста 5, включаютс диоды 19 и 20 противофазные отработавшим диодам 18 и 21 при этом диагональ также подключаетс к указанной демпфирующей цепи.bridge 5 and therefore on the bridge valves. Under the action of overvoltages, which occur at the same time on choke 24 in the diagonal of bridge 5, diodes 19 and 20 are antiphased to the spent diodes 18 and 21, while the diagonal is also connected to the specified damping circuit.

В момент времени t управл ющий импульс, подаваемый от схемы управлени , открывает тиристоры 11 и 12 ти- ристорного моста 5. В интервале времени t,-t4 происходит коммутаци тока с тиристоров 6 и 9 на тиристоры 11 и 12. В момент времени t4 происходит выключение тиристоров 6, 9 и включение встречных диодов 14 и 17.At time t, a control pulse supplied from the control circuit opens thyristors 11 and 12 of the thyristor bridge 5. In the time interval t, -t4, the current switches from thyristors 6 and 9 to thyristors 11 and 12. At time t4 turning off thyristors 6, 9 and turning on counter diodes 14 and 17.

В момент времени ts ток диодов 14 и 17 переходит через ноль и затем происходит их выключение. Коммутационное перенапр жение, возникающее при этом, формирует первый пик на вентил х тиристорного моста 4 (фиг. 2) и второй пик на вентил х тиристорного моста 5 (фиг. 2).At time ts, the current of the diodes 14 and 17 goes through zero and then turns them off. The switching overvoltage arising in this case forms the first peak at the valves of the thyristor bridge 4 (Fig. 2) and the second peak at the valves of the thyristor bridge 5 (Fig. 2).

В момент времени t6 включаютс тиристоры 7 и 8 моста 4, при этом протекают процессы, аналогичные описанным выше. В дальнейшем процессы периодически повтор ютс .At time t6, thyristors 7 and 8 of bridge 4 are turned on, and processes similar to those described above proceed. Further, the processes are periodically repeated.

На фиг. 2 представлена также крива тока 126 протекающего через нагрузку .FIG. 2 also shows the current curve 126 flowing through the load.

Включение демпфирующих цепей параллельно мостам инвертора без фильтрового конденсатора с нагрузкой, включенной между анодными выводами мостов (или групп мостов), позвол ет снизить не только перенапр жени ,The inclusion of damping circuits parallel to the inverter bridges without a filter capacitor with a load connected between the anode terminals of the bridges (or groups of bridges), allows reducing not only overvoltage,

источниками которых вл ютс коммутирующие дроссели 22 и 24, но и перенапр жени , обусловленньЕ скачкообразным изменением тока во входных дроссел х I и 2 схемы, наход цихс вне инверторньк мостов.the sources of which are commutating chokes 22 and 24, but also overvoltages, due to a sudden change in the current in the input throttles x I and 2 circuits, which are located outside the inverter bridges.

Использование предложени позво- л ет упростить схему автономного инвертора , так как можно отказатьс от RC-цепей, подключенных параллельно обратным диодам инверторных мостов и, как следствие, этого увеличить КЦЦ. Одновременно, такое включение демпфирующих цепей снижает крутизну и амплитуду перенапр жений, возникающих в схеме автономного инверто- ра, что повышает надежность работы.The use of the proposal makes it possible to simplify the circuit of the autonomous inverter, since it is possible to refuse RC circuits connected in parallel to the reverse diodes of the inverter bridges and, as a result, to increase the CRC. At the same time, such inclusion of damping circuits reduces the steepness and amplitude of the overvoltages arising in the autonomous inverter circuit, which increases the reliability of operation.

Claims

Invention Formula

Autonomous inverter containing connected via input chokes

power supply terminals are thyristor bridges with counter-parallel diodes, the diagonal of alternating current of which are formed by successive chains of commuting

chokes and capacitors, a load circuit connected between the anode terminals of the bridges, o. In contrast, in order to increase reliability and increase efficiency, two capacitors are connected in series and connected in parallel to the load circuit, and the common point of the capacitors is connected to the negative side of the power source through the input resistor.

Fie.2