SU1690135A1 - Способ управлени последовательным инвертором с отсекающими диодами - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразова- «е ьной технике и может быть использовано в источниках питани  электротехнических и ультразвуковых технологических установок. в Предложенный способ повышает надежность работы инвертора при работе на переменную нагрузку за счет обеспечени  уменьшени  загрузки тиристоров по току Способ управлени  последовательным инвертором с отсекающими диодами заключаетс  в том, что формируют две последовательности управл ющих импульсов стабильной частоты, равной выходной частоте инвертора, и сдвинутых по фазе между собой на угол f. При управлении измер ют ток силовых тиристоров 1-4 одного из двух инверторных мостов и при превышении указанным током заданного предельного уровн  измен ют фазовый сдвиг управл ющих импульсов другого инверторного моста в пределах р 180°,0. С увеличением тока нагрузки фазовый сдвиг уменьшаетс . 1 ил. со с Os Ю О 00 ел

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках питани  электротермичес- ских и ультразвуковых технологических установок ,

Цель изобретени  - повышение надежности инвертора при работе на переменную нагрузку,

На чертеже представлена схема последовательного инвертора с отсекающими диодами .

Инвертор содержит первый и второй II инверторные мосты на четырех тиристорах 1-4 с коммутирующим конденсатором 5 в диагонали, соединенные последовательно через два магнитосв занных коммутирующих дроссел  6 и 7 и подключенные к входным выводам через дроссель фильтра 8. Параллельно цепи из мостов I и II включена цепочка из двух последовательно включенных фильтровых конденсаторов 9 и 10. Нагрузка 11 включаетс  между общими точками фильтровых конденсаторов 9 и 10 и коммутирующих дросселей 6 и 7, Отсекающий диод 12 подключен катодом к катодной группе тиристоров 2 и 4 первого моста I, a анодом к отрицательному входному выводу, а отсекающий диод 13 подключен катодом к анодной группе тиристоров 1 и 3 первого моста I, а анодом к анодной группе тиристоров второго моста II.

Способ осуществл ют следующим образом ,о

Формируют две последовательности управл ющих импульсов, первую из которых подают на тиристоры моста i, обеспечива  поочередное включение тиристоров 1,4 и 2, 3. Если ток нагрузки не превышает своего предельного (допустимого) значени , втора  последовательность управл ющих импульсов обеспечивает переключени  тиристоров инверторного моста II с фазовым сдвигом tp 180° по отношению к соответствующим тиристорам 1-4 тиристорного моста I. При увеличении тока нагрузки по сигналу датчика тока происходит уменьшение угла фазового сдвига р (в пределе при к.з, до (р 0). При этом возникает второй, дополнительный, контур перезар да коммутирующих конденсаторов 5(1), 5(П).

Дополнительный контур перезар да коммутирующих конденсаторов 5(1), 5(11) включает последовательную цепь из конденсаторов 9 и 10 фильтра и дросселей 6 и 7. Волновое сопротивление р этого контура более чем в два раза превышает волновое сопротивление р контуров коммутации в номинальном режиме работы

и

- 1/2 ( 1 + 1 К ) ( U + L ) ( Cs + Сэ

с9

/2 ( 1 + К ) (U 4- L ) ( С5 + Сю ) VС Cm

10

л 1/U ( С5 + Сэ ) /1.7 ( Св + CIQ) . Р I С5 СоГ С5 Сю

15

20

25

р 2 Y1 +К/Эн,

где Cs, Сэ, Сю - емкость конденсаторов 5, 9

и 10;

Ц, L - индуктивность коммутирующих дросселей 6 и 7;

К- коэффициент св зи коммутирующих дросселей б и 7.

Интенсивность процессов в инверторе и, следовательно, токи тиристоров (контуров ) пропорциональны волновому сопротивлению , поэтому интенсивность процессов во втором контуре (включающем коммутирующие конденсаторы 5(1), 5(11) мостов I, II) существенно ниже (соотношение зависит от сопротивлени  нагрузки 11), Уменьшение фазового сдвига (р приводит к росту вли ни  второго контура перезар да 30 5(1), 5(И), в результате снижаетс  интенсивность процессов в инверторе и токи тиристоров .

Устройство дл  управлени  инвертором, реализующее данный способ управлени , содержит задающий генератор 14, к выходу которого подключены последовательно блок 15 регулируемой задержки и распределитель 16 импульсов, а также распределитель 17. К выходам распределителей 16 и 17 импульсов подключены выходные каскады 18 и 19, подсоединенные к управл ющим электродам тиристоров 1-4 соответственно второго II и первого I мостов. В состав устройства входит также датчик 20 тока тиристоров, выход которого соединен с вторым входом блока 15 регулируемой задержки.

Инвертор работает следующим образом .

В номинальном режиме работы (при номинальном сопротивлении нагрузки II) ток тиристоров 1-4 не превышает предельный уровень. При этом тиристоры 1, 4, 2 и 3 диагоналей мостов I и II включаютс  поочередно . Фазовый сдвиг у между импульсами управлени  тиристорами мостов I и II со- ставл ет половину периода выходной частоты . Импульсы задающего генератора 14 поступают на блок регулируемой задержки, где смещаютс  по фазе на угол ф 180° в

35

40

45

50

55

соответствии с сигналом датчика 20 тока, и на распределители 16 и 17 импульсов, где происходит их распределение по каналам (тиристорным группам: 1(1). 4(1) и 2(1), 3(); 1(11), 4(1) и 2(11), 3(11). Выходные каскады 18 и 19 усиливают импульсы до требуемой дл  надежного включени  тиристоров амплитуды . При отпирании тиристоров одной из ди- агоналей мостов или II, например тиристоров 1, 4 моста I, начинаетс  колеба- тельный перезар д коммутирующего конденсатора 5(1) через конденсатор фильтра 9 и нагрузки 11 по цепи (5(1)-4(1 -6-11-9-1(1)- 5(1). Ток через нагрузку 11 протекает в направлении , условно принимаемом за положительное. После достижени  колебательным током перезар да коммутирующего конденсатора 5(1) максимального значени  измен етс  пол рность напр жени  на коммутирующем дросселе 6. Это на- пр жение в контуре 6-11-10-12-6  вл етс  отпирающим дл  диода 12. Как только на- пр жение на дросселе 6 станет выше суммы напр жений на нагрузке 11 и конденсаторе

10фильтра, отпираетс  диод 12. При этом тиристоры 1 и 4 выключаютс , а через нагрузку 11 продолжает перетекать ток в положительном направлении за счет энергии коммутирующего дроссел  6. Ток протекает

по контуру 6-11-10-12-6. Диод 12 проводит до тех пор, пока не израсходуетс  энерги  дроссел  6. После выключени  диода 12 заканчиваетс  положительный импульс тока в нагрузке 11. При работе отсекающего диода 12 осуществл етс  возврат излишней энер- гии от контура коммутации в источник питани  (в конденсатор фильтра 10), что обеспечивает стабилизацию режима при работе на изме нющуюс  нагрузку,

Отрицательный импульс тока в нагрузке

11формируетс  при работе тиристоров моста II. После выключени  диода 12 включаютс  тиристоры 1(11), 4(11) и начинаетс  колебательный перезар д коммутирующего конденсатора 5(11) по цепи 5(1 l)-4(ll)-10-11- 7-1(11)-5(Н). Процессы, происход щие при при этом, аналогичны описанным выше за исключением того, как работает диод 13.

Далее включаютс  тиристоры 2(1). 3(1) и () 30 О

При изменении сопротивлени  нагрузки 11 в сторону уменьшени  интенсивность процессов в инверторе возрастает. При возрастании тока нагрузки ток тиристоров увеличиваетс , что приводит к увеличению сигнала на выходе датчика 20 тока и, соответственно , к уменьшению блоком 15 регулируемой задержки фазового сдвига (р импульсов управлени  тиристоров диагоналей мостов I и II. При этом, как уже указывалось , образуетс  дополнительный контур перезар да коммутирующих конденсаторов 5(1) и 5(П), включающий последовательную цепь из конденсаторов 9 и 10 фильтра и дроссели 6 и 7. Благодар  контролю за током тиристоров инвертора удаетс  уменьшить загрузку тиристоров по току при к.з. в 1,35-1,41 раза, поддержива  ее на уровне номинального режима. Таким образом, обеспечиваетс  повышение надежности работы инвертора на измен ющуюс  в широких пределах нагрузку. Это позвол ет также снизить массогабаритные показатели и стоимость инвертора, так как при одинаковой максимальной выходной мощности в инверторе , могут быть использованы тиристоры и диоды, а также реактивные элементы на номинальный ток.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ управлени  последовательным инвертором с отсекающими диодами, заключающийс  в том, что формируют две последовательности управл ющих импульсов стабильной выходной частоты, причем их сдвиг по фазе относительно друг друга равен р, и подают их на тиристоры соединенных последовательно первого и второго инверторных мостов соответственно .отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, измер ют ток через тиристоры одного из инверторных мостов и при превышении указанным током заданного предельного уровн  измен ют фазовый сдвиг р в пределах р 180°,0, причем с увеличением тока фазовый сдвиг р уменьшают.