SU678618A1

SU678618A1 - Self-sustained series inverter

Info

Publication number: SU678618A1
Application number: SU772535060A
Authority: SU
Inventors: Виктор Васильевич Шипицын; Андрей Александрович Рухман; Алексей Алексеевич Новиков; Валентина Николаевна Антонова; Василий Андреевич Самородов
Original assignee: Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова
Priority date: 1977-10-20
Filing date: 1977-10-20
Publication date: 1979-08-05

Description

Изобретение относитс к преобразова- цельной технике, а именно, к последовательным инверторам, и может быть испол зовано, например, в установках дл индук ционного нагрева металлов. Известны автономные последовательны инверторы, содержащие два вентильных моста, включенных по посто нному току параллельно ll. Наиболее близким по технической суш (10СТИ к предложенному изобретению вл етс последовательный автономный инвертор , содержащий две группы вентильных мостов, причем в каждой группе мосты включены параллельно по посто нному току , а сами группы также соединены па раллельно 2. Однако в таком инверторе при изменении тока нагрузки в широком диапазоне также измен етс и величина напр жени на , вентил х. В режимах, близких к короткому замыканию нагрузки, напр жени на вентил х существенно возрастают. Цель насто щего изобретени - ограничение напр жений на вентил х и расширение диапазона изменени тока нагрузки. Поставленна цель достигаетс тем, что в последовательном автономном инверторе , содержащем два вентильных моста, в цепи посто нного тока каждого из которых последовательно включены коммутирующий и фильтровый дроссели, а также фильтровые конденсаторы, включенные между точками соединени соответствующих коммутирующего и фильтрового дросселей и выходными выводами, коммутирующие дроссели выполнены двухобмоточными, причем один из вьгоодоввторичной обмотки каждого коммутирующего дроссел одного моста подключен через дополнительный днод , включенный в пр мом направлении, к точке соединени фильтровых дроссел и конденсатора другого моста, а другой св зшТ с соответствующим выходным выводом . Принципиальна электрическа схема аоследовательного автономного инвертора приведена на фиг. 1, Инвертор содержит- силовые венгили мосгов 1-8, коммугиру- юшие конденсагоры 9-10, первичные об- мотки коммутирующих дросселей 11-12, анодные дроссели 13-20, фильтровые кон денсаторы 21-22, фильтровые дроссели 23-24, дополнительные диоды 25-26, диоды сброса 27-28, нагрузку 29, вторичные обмотки коммутирующих дросселей ЗО-31. Инвертор работает следующим образом При отпирании вентилей 1 и 4 левого вентильного моста ток вначале протекает по двум контурам 9-4-16-29 - -21-11-13-1-9и9-4-16 -29 - 27 - 11 -. 13 - 1 - 9. Затем, когда напр жение на коммутирующем дроо селе 11 начинает уменьшатьс , диод 27 запираетс и ток по контуру 9 - 4 - 16 - -29-27-11-13-1-9 прекращабтс . Далее, когда напр жение на коммути рующем дросселе 11, а. следовательно, и Ha-eix вторичной обмотке 30 изменит знак откроетс диод 25, и ток будет протекать по контуру 30-25-22-29-30. Таким образом формируетс один период выходного напр5 жени на нагрузке 29. При отпирании вентилей 5 и 8 правого вентильного моста ток вначале также протекает по двум контурам 10 - 8 - 20 -29 - 22 - 12 - 17 - 5 - 10 и 10 -8 - 20, - 29 - 28 - 12.- 17 5 - 10 Затем, когда напр жение на коммутирующем дросселе 12 начинает уменьшатьс , диод 28 запираетс и ток по контуру Ю-8 - 20 - 29 - 28 - 12 - 17 - 5 . - 1О прекращаетс . Далее, когда напр жение на коммутирующем дросселе 12, а, следовательно, и на его вторичной обмотке 31 изменит знак, откроетс диод 26, и ток будет протекать по контуру 31 -26 - 21 - 29 - 31. Таким образом формируетс второй период выходного напр жени на нагрузке 29. При отпирании вентилей 2 и 3, а за тем 6 и7, дроцессы аналогичны рассмот«ренным , при этом формируютс третий и четвертый полупериоды напр жени на на- грузке 29, а затем вновь отпираютс вентили 1 и 2 и т.д. На фиг. 2 приведен вариант инвертора, отличающийс местом подключени нагрузки . В предлагаемом инверторе протекание гока вначале через пкопы 27 (или 28), а затем через диоды 25 (или 26) позвол ет эффективно ограничить напр жение на коммутирующем крнденсаторе 9 (или 10). Кроме того, в течение всего периода выходного напр жени ток, обусловленный наличием встречных диодов 25, 26, 27 и 28, протекает через нагрузку, выдел в ней полезную мощность, что повышает эффективность использовани всего оборудовани инвертора. Таким образом, использование дополнительных вторичных обмоток коммутирующих дросселей и дополнительных. диодов позвол ет ограничить напр жени на вентил х и расширить диапазон применени тока нагрузки. рмула изобретени Последовательный автономный инвертор, содержащий два вентильных моста, в цепи посто нного тока каждого из которых последовательно включены коммутирующий и фильтровый дроссели, а также фильтровые конденсаторы, включенные между точками соединени соответствующих коммутирующего и фильтрового дросселей и выходными вьгеодами, о тл -и ч ш и йс тем, что, с целью ограничени напр жени на вентил х и расширени диапазона изменени тока нагрузки, в нем коммутирующие дроссели выполнены двухвймоточными , причем один из выводов вторичной обмотки каждого коммутирующего дроссел одного моста подключен через дополнительный диод, включенный в пр мом направлении, к точке соединени фильтровых дроссел и конденсатора другого моста, а другой - св зан с соответствующим выходным выводом. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 547948, кл. Н 02 М 7/515, 24.12.73. 2.Авторское свидетельство СССР № 486439, кл. Н 02 М 7/537, 10.09.71.The invention relates to a conversion technique, namely, to series inverters, and can be used, for example, in installations for inductive heating of metals. Autonomous serial inverters are known, containing two valve bridges connected by direct current parallel to II. The closest in technical sushi (10ST to the proposed invention is a sequential autonomous inverter containing two groups of valve bridges, in each group the bridges are connected in parallel by DC, and the groups themselves are also connected in parallel 2. However, in such an inverter loads in a wide range also change the voltage value of the valves. In modes close to a short circuit of the load, the voltage on the valves increases significantly. The purpose of the present invention is to limit The voltages on the valves and the expansion of the range of variation of the load current. The goal is achieved by the fact that in a sequential autonomous inverter containing two valve bridges, in the DC circuit of each of which switching and filter chokes are connected in series, as well as filter capacitors between the connecting points of the corresponding switching and filter chokes and the output terminals, the switching chokes are made of two windings, one of which is the secondary winding Each commutating throttle of one bridge is connected via an additional dna, connected in the forward direction, to the junction point of the filter throttles and the capacitor of the other bridge, and the other is connected to the corresponding output terminal. The basic electrical circuit of the sequential autonomous inverter is shown in FIG. 1, Inverter contains - power vengili mosgov 1-8, commutative condensagors 9-10, primary windings of commutating chokes 11-12, anode chokes 13-20, filter capacitors 21-22, filter chokes 23-24, additional diodes 25-26, discharge diodes 27-28, load 29, secondary windings of commutating chokes ZO-31. The inverter works as follows When unlocking the valves 1 and 4 of the left valve bridge, the current first flows through two circuits 9-4-16-29 - -21-11-13-1-9-19-4-16 -29 - 27 - 11 -. 13 - 1 - 9. Then, when the voltage at the commutation gateway 11 begins to decrease, the diode 27 is turned off and the current through the circuit 9 - 4 - 16 - -29-27-11-13-1-9 is stopped. Further, when the voltage across the commutation choke is 11, a. consequently, the Ha-eix secondary winding 30 will change sign to open the diode 25, and the current will flow through the circuit 30-25-22-29-30. Thus, one period of the output voltage on the load 29 is formed. When the valves 5 and 8 of the right valve bridge are unlocked, the current first also flows through two circuits 10 - 8 - 20 -29 - 22 - 12 - 17 - 5 - 10 and 10 -8 - 20, - 29 - 28 - 12. - 17 5 - 10 Then, when the voltage on the commutating choke 12 begins to decrease, the diode 28 is closed and the current along the contour Yu-8 - 20 - 29 - 28 - 12 - 17 - 5 is closed. - 1O terminated. Further, when the voltage across the commutation choke 12 and, consequently, on its secondary winding 31 changes sign, diode 26 will open and current will flow along the circuit 31-26-26-21-29. Thus, the second period of the output voltage is generated. load on 29. When unlocking valves 2 and 3, and then 6 and 7, the process is similar to that considered, thus forming the third and fourth half-periods of voltage at load 29, and then again unlocking valves 1 and 2 and so on. d. FIG. Figure 2 shows an inverter variant with a different load connection point. In the proposed inverter, the flow of gok first through the pkpy 27 (or 28), and then through the diodes 25 (or 26), effectively limits the voltage on the switching generator 9 (or 10). In addition, during the entire period of the output voltage, due to the presence of counter-diodes 25, 26, 27 and 28, flows through the load, allocating useful power in it, which increases the efficiency of using all the equipment of the inverter. Thus, the use of additional secondary windings commutating chokes and additional. The diodes allow limiting the voltages on the valves and expanding the range of application of the load current. The inventive formula is a series autonomous inverter containing two valve bridges, in the DC circuit of each of which the switching and filter chokes are consistently included, as well as the filter capacitors connected between the connecting points of the corresponding switching and filter chokes and output branches, and by the fact that, in order to limit the voltage on the valves and to expand the range of variation of the load current, the switching inductors in it are made with double winding, one of which odov secondary winding of each single bridge commutating choke connected via an additional diode connected in the forward direction to the junction of filter choke capacitor and the other bridge, and the other - associated with a respective output terminal. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 547948, cl. H 02 M 7/515, 24.12.73. 2. USSR author's certificate number 486439, cl. H 02 M 7/537, 10.09.71.

нк2Ъnk2b

16sixteen

WW

HI24HI24

Фиг.чFig.h