SU1753564A1 - Инвертор тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питани  повышенной частоты дл  электротехнологических установок . Целью  вл етс  повышение надежности . Устр-во содержит мост на четырех тиристорах 2-5 с коммутирующими конденсатором 6, подключенным параллельно цепи из нагрузки 7 и коммутатора 8, и дросселем 9 в диагонали переменного тока. Мост за- шунтирован встречным стабилизирующим диодом 10. К коммутатору подключен датчик напр жени  11, который с источником задани  напр жени  уставки 12 подключен к устройству сравнени , соединенному с блоком управлени  14 коммутатора 8. 3 ил. (Л С СП CJ сл о 4

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питани  повышенной частоты дл  электротехнологических установок.

Известен инвертор тока, содержащий подключенный к входным выводам через дроссель фильтра однофазный тиристорный мост с коммутирующим конденсатором и нагрузочной цепью вдиагонали переменного тока.

Недостатком инвертора тока  вл етс  низка  надежность, что обусловлено ухудшением условий пуска при изменении сопротивлени  нагрузки в сторону х.х.

Известен также инвертор тока, содержащий подключенный к входным выводам через дроссель фильтра однофазный тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, подключенным параллельно выходным выводам .

Недостатком инвертора тока  вл етс  низка  надежность, что обусловлено ухудшением условий пуска при изменении сопротивлени м нагрузки в сторону к.з.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  инвертор тока, содержащий подключенный к входным выводам через дроссель фильтра однофазный тиристорный мост с последовательной цепью из коммутирующего дроссел  и коммутирующего конденсатора , подключенного параллельно выходным выводам, в диагонали переменного тока, зашунтированный встречным диодом .

Недостатком прототипа  вл етс  низка  надежность, что обусловлено ухудшени- ем условий пуска при изменении сопротивлении нагрузки в сторону к.з.

Цель изобретени  - повышение надежности инвертора тока.

Указанна  цепь достигаетс  тем, что в инверторе тока, содержащем подключенный к входным выводам через дроссель фильтра однофазный тиристорный мост с последовательной цепью из коммутирующего дроссел  и коммутирующего конденсатора в диагонали переменного тока, зашунтированный встречным диодом, последовательно с выходными выводами включен коммутатор, инвертор снабжен блоком управлени  коммутатором, датчиком напр жени  на коммутаторе, источником задани  напр жени  уставки и устройством ера нени , коммутирующий конденсатор подключаетс  параллельно цепи из коммутатора и выходных выходов, выходы датчика напр жени  на коммутаторе и источника задани  напр жени  уставки

подключены к входам устройства сравнени , выход устройства сравнени  соединен с входом блока управлени  коммутатором, выход блока управлени  коммутатором подключей к коммутатору.

На фиг.1 приведена схема инвертора тока; на фиг,2 - реализаци  коммутатора; на фиг.З - реализаци  блока управлени  коммутатором .

0 Инвертор тока содержит, подключенный к входным выводам через дроссель фильтра 1 тиристорный мост на четырех тиристорах 2-5 с коммутирующим конденсатором 6, подключенным параллельно цепи из

5 выходных выводов 7 и коммутатора 8, и коммутирующим дросселем 9 в диагонали переменного тока, зашунтированный встречным диодом 10, датчик 11 напр жени  на коммутаторе , источник 12 задани  напр жени  ус0 тавки, устройство 13 сравнени  и блок 14 управлени  коммутатором, Выходы датчика напр жени  и источника задани  напр жени  уставки соединены с входами устройства сравнени , выход которого подключен к

5 входу блока управлени  коммутатором.

Инвертор тока работает следующим образом .

В начальный момент на выходе источника 12 задани  напр жени  уставки напр же0 ние пропорционально уровню напр жени  на коммутирующем конденсаторе 6, при котором обеспечиваетс  надежный пуск инвертора , коммутатор 8 разомкнут и подаютс  импульсы управлени  на тиристо5 ры 2,5 инвертора. Происходит зар д коммутирующего конденсатора 6 от источника питани  по цепи (источника) (источника ) -1-2-9-6. При этом обеспечиваетс  нарастание тока дроссел  фильтра 1 до не0 обходимого уровн , что также улучшает услови  пуска, Напр жение на конденсаторе 6 при разомкнутом коммутаторе 8 равно напр жению на выводах последнего, Это напр жение , измеренное датчиком 11,

5 сравниваетс  с напр жением уставки блока 12 в устройстве 13 сравнени . Как только напр жение на выходе датчика 11 станет равным напр жению на выходе блока 12, что соответствует требуемому уровню зар 0 да коммутирующего конденсатора б, блок 14 управлени  замыкает коммутатор 8. Далее подаютс  импульсы управлени  на тиристоры 3 и 4 и спуст  половину периода - снова на тиристоры 2 и 5. В дальнейшем,

5 если запуск прошел успешно, коммутатор 8 посто нно замкнут, а импульсы управлени  на тиристоры 2,5 и 3,4 диагоналей инвертора поступают периодически. Работа инвертора тока на периоде выходной частоты может быть разделена на шесть интервалов . При этом процессы на каждом полупе- риоде повтор ютс .

При отпирании тиристоров какой-либо диагонали (первый интервал), например тиристор Ј,5, начинаетс  колебательный пере- зар д коммутирующего конденсатора 6 (попул рность напр жени  на нем при включении тиристоров 2,5 соответствует обозначенной на фиг.1) по контурам 6-4-2-9- 6 и 6-5-3-9-6. Одновременно коммутирую- щий конденсатор 6 разр жаетс  через нагрузку по цепи 6-7-8-6. Тох тиристоров 2 и 5 колебательно нарастает, а ток тиристоров 3 и 4 спадает. В момент равенства нулю тока тиристоров 3 и 4 они выключаютс . При этом конденсатор 6 еще зар жен с исходной пол рностью напр жени  и происходит включение встречного диода 10 (второй интервал ). На втором интервале конденсатор 6 перезар жаетс  по цеп м: 6-5-10-2-9-6, 6- 7-8-6 и 6-5 - -1-2-9-6. Во врем  проводимости диода 10 к тиристорам 3 и 4 прикладываетс  небольшое отрицательное напр жение, равное падени м напр жений на диоде 10 и противофазных тиристорах 2 и 5 соответственно. На интервале проводимости диода 10 существует замкнутый контур , включающий реактивные элементы 6,9 и отделенный от источника питани , что обеспечивает жесткость нагрузочных харак- теристик инвертор и стабилизацию режима при изменении сопротивлени  нагрузки. После перезар да конденсатора 6 диод 10 включаетс . Дальнейший перезар д конденсатора 6 (третий интервал) происходит по цеп м + -1-2-9-6 и 6-7-8-6 (до момента включени  тиристоров 3 и 4). Пол рность напр жени  на конденсаторе 6 в момент включени  тиристоров 3 и 4 противоположна обозначенной на фиг.1. Далее процессы в инверторе тока протекают аналогично описанным.

Коммутатор может быть выполнен на основе встречно-параллельно включенных диода 15 и тиристора 16 (фиг.2). При этом на этапе пуска тиристор 16 закрыт и цепь нагрузки 7 разомкнута. В момент сравнени  напр жений датчика 11 и источника 12 блок 14 управлени  формирует и подает импульс управлени  на тиристор 16. В дальнейшем пр мую полуволну тока нагрузки пропускает тиристор 16 (на него подаютс  импульсы управлени  в момент приложени  пр мого напр жени  по сигналу датчика 11), а обрат- ную - диод 15. Если тиристор 16 низкочастотный , то импульсы управлени  после пуска на него можно не подавать, так как он не успевает восстанавливать свои управл ющие свойства и не запираетс .

Блок 14 управлени  коммутатором (фиг.З) содержит нуль-орган 17, выходной каскад 18 и схему 19 управлени . Если необходимо подавать импульсы управлени  на тиристор 16 на каждом периоде выходного напр жени , то по первому импульсу на тиристор 16 схема 19 управлени  переводит источник 12 задани  напр жени  уставки в режим, когда на выходе имеетс  малое напр жение , соответствующее включению тиристора 16 при положительном напр жении на нем около 2-4 В. Если импульсы управлени  на тиристор 16 после запуска подавать не требуетс , то схема 19 управлени  по первому импульсу переводит источник 12 задани  напр жени  уставки на более высокий уровень, при котором нет условий дл  формировани  импульсов управлени ,

Коммутатор может также выполн тьс  в виде контактного устройства.

По сравнению с известным предлагаемый инвертор тока имеет более высокую надежность. При достаточно простой схеме силовой части обеспечиваетс  надежный пуск. Начальные услови  пуска при этом не завис т от нагрузки, так как она на этапе пускового зар да коммутирующего конденсатора отключена. Диапазон изменени  со- противлени  нагрузки, в котором обеспечиваетс  надежный и устойчивый пуск, увеличиваетс  в 1,5-2,0 раза. При неудачном пуске инвертора тока происходит срыв инвертировани , сопровождающийс , как правило, перегрузками по току и перенапр жени ми на элементах, что ухудшает услови  их работы.

Повышение надежности оцениваетс  по времени наработки на отказ. Согласно экспертным оценкам предлагаемый инвертор тока будет иметь в 1,2-1,3 раза большее врем  наработки на отказ по сравнению с известным.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Инвертор тока, содержащий подключенный к входным выводам через дроссель фильтра однофазный тиристорный мост с последовательной цепью из коммутирующего дроссел  и коммутирующего конденсатора в диагонали переменного тока, зашунтированный встречным диодом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, последовательно с выходными выводами включен введенный коммутатор, инвертор снабжен блоком управлени  коммутатором, датчиком напр жени  на коммутаторе, источником задани  напр жени  уста в к и и устройством сравнени , коммутирующий конденсатор подключен параллельно цепи из коммутатора и

   выходных выводов, выходы датчика напр жени  на коммутаторе и источника задани  напр жени  уставки подключены к входам устройства сравнени , выход устройства

   сравнени  соединен с входом блока управлени  коммутатором, выход блока управлени  коммутатором подключен к коммутатору.

   I

   Фиг. 2

   --I

   /4Фиг .З