SU714599A1 - Self-sustained serial inverter - Google Patents

Self-sustained serial inverter Download PDF

Info

Publication number
SU714599A1
SU714599A1 SU782604631A SU2604631A SU714599A1 SU 714599 A1 SU714599 A1 SU 714599A1 SU 782604631 A SU782604631 A SU 782604631A SU 2604631 A SU2604631 A SU 2604631A SU 714599 A1 SU714599 A1 SU 714599A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
circuit
load
inverter
current
capacitor
Prior art date
Application number
SU782604631A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Васильевич Шипицын
Валентина Николаевна Антонова
Владислав Игоревич Лузгин
Андрей Александрович Рухман
Алексей Алексеевич Новиков
Виктор Владимирович Рудный
Original Assignee
Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова filed Critical Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова
Priority to SU782604631A priority Critical patent/SU714599A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU714599A1 publication Critical patent/SU714599A1/en

Links

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания для электротермических установок.The invention relates to a conversion technique and can be used as a power source for electrothermal installations.

Известен ряд схем последовательных инверторов, в которых для расширения $ нагрузочного диапазона используются дополнительные контуры, осуществляющие возврат избыточной реактивной энергии, запасенной в электромагнитных полях элементов схемы, в источйик питания.A number of series inverter circuits are known in which additional circuits are used to expand the $ load range, which return excess reactive energy stored in the electromagnetic fields of the circuit elements to a power source.

Известна схема независимого инвертора [1] , в которой ограничение степени раскачки напряжении на реактивных элементу и силовых вентилях в режимах,(5 близких к короткому замыканию, осуществляется за счет введения ветрейно— параллельных неуправляемых вентилей. Такой способ ограничения не позволяет получить рабочие частоты выше 2,5 кГц, 20 так как обратное напряжение, прикладываемое к управляемым вентилям, определяется малой величиной падеш я напряжения на работающих встречно—параллель2 ных вентилях. Последнее обстоятельство требует увеличения времени, необходимого для восстановления управляемости силовых вентилей, а следовательно, приводит к сужению частотного диапазона.There is a known independent inverter circuit [1], in which the degree of voltage buildup on the reactive element and power valves in the modes (5 close to short circuit) is limited by introducing wind-parallel uncontrolled valves. This limitation method does not allow to obtain operating frequencies above 2 , 5 kHz, 20 since the reverse voltage applied to the controlled valves is determined by the small voltage drop across the operating counter-parallel valves. the time required to restore the controllability of the power valves, and therefore leads to a narrowing of the frequency range.

Наиболее близкой является схема инвертора [2] , содержащая связанные с входными выводами через дроссели фильтра тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока и две последовательные цепочки, состоящие каждая из конденсатора и дросселя, между общими точками которых включен диод.The closest is the inverter circuit [2], containing a thyristor bridge with a switching capacitor in the diagonal of an alternating current connected to the input terminals through the filter inductors and two consecutive chains, each consisting of a capacitor and a reactor, between which common points the diode is connected.

Существенным преимуществом данной схемы перед приведенной выше является создание более благоприятных условий для работы вентилей. Это, прежде всего, заключается в значительном снижении скорости нарастания прямого напряжения, прикладываемого к тиристорами, и времени, предоставляемого для восстановления управляемости тиристоров, к которым в выключенном состоянии прикладываетсяA significant advantage of this scheme over the above is the creation of more favorable conditions for the operation of valves. This, first of all, consists in a significant decrease in the slew rate of the forward voltage applied to the thyristors, and the time allowed to restore the controllability of the thyristors, which are applied in the off state

I · 7145.99 4.I 7145.99 4.

.... значительное отрицательное напряжение, что позволяет получить более высокие частоты..... significant negative voltage, which allows higher frequencies to be obtained.

К недостаткам рассматриваемой схемы относится низкий КПД инвертора 5 за счет малой амплитуды первой гармоники тока, протекающего через нагрузку, С полью повышения КПД и надежности инвертора в работе за счет обеспечения устойчивой его работы при изменении *10 нагрузки, в предлагаемом инверторе дроссель одной из последовательных цепочек выполнен с отводом и соединен последовательно с цепью нагрузки, причем их точка соединения связана с упомянутой 15 общей точкой другой цепочки через дополнительный диод, а между отводом дросселя и анодной группой моста включен вспомогательный диод.The disadvantages of the considered circuit include the low efficiency of the inverter 5 due to the small amplitude of the first harmonic of the current flowing through the load, in order to increase the efficiency and reliability of the inverter in operation by ensuring its stable operation when the load changes * 10 , the throttle of one of the series circuits in the proposed inverter made with a tap and connected in series with the load circuit, and their connection point is connected to the aforementioned 15 common point of another chain through an additional diode, and between the tap of the inductor and the anode g A bridge diode is turned on by an auxiliary bridge.

Схема инвертора представлена на 20 чертеже. Инвертор содержит мост тиристоров 1-4, в диагональ переменного тока Которого включен коммутирующий конденсатор 5, дроссели фильтра 6, 7 и две последовательные цепочки, одна из которых25 состоит из конденсаторам (разделительного) 8, дросселя (коммутирующего) 9 и нагрузки 10, а другая — из дросселя 11 и конденсатора 12^ общая точка конденсатора 8 и дросселя 9 через диод 13 30 и точка соединения дросселя 9 инагрузки 10 через дополнительный диод 14 соединены с обшей точкой дросселя 11 и конденсатора 12, а отвод дросселя 8 соединен через вспомогател ьный диод 15.. 35 Схема инвертора работает следующим образом. дThe inverter circuit is shown in 20 drawing. The inverter contains a thyristor bridge 1-4, in the diagonal of the alternating current of which a switching capacitor 5 is included, filter chokes 6, 7 and two series circuits, one of which 25 consists of capacitors (isolation) 8, inductor (switching) 9 and load 10, and the other is from the inductor 11 and the capacitor 12 ^ the common point of the capacitor 8 and the inductor 9 through the diode 13 30 and the connection point of the inductor 9 of the load 10 through an additional diode 14 are connected to the common point of the inductor 11 and the capacitor 12, and the outlet of the inductor 8 is connected through an auxiliary diode fifteen.. 35 The inverter circuit operates as follows. d

Полный цикл работы схемы определяется частотой управления типисторами 1-4. Каждый такт характеризуется рабочим и нерабочим состоянием вентильного моста, т.е. наличием и отсутствием тока коммутирующего’ контура. В течение такта работа схемы разбивается на четыре . интервала.The full cycle of the circuit is determined by the frequency of control typistorov 1-4. Each cycle is characterized by the working and inoperative state of the valve bridge, i.e. the presence and absence of current switching ’circuit. During the cycle, the operation of the circuit is divided into four. interval.

X интервал. При отпирании тиристоров 1, 4 по контуру 5-4-10-9-15-1-5 протекает импульс тока перезаряда ком- . мутирующего конденсатора 5. При’этом через нагрузку 10 ток протекает снизу вверх. В момент равенства напряжений части коммутирующего дросселя 9 и коммутирующего конденсатора 5 диод 15 закрывается. д5 X interval. When unlocking thyristors 1, 4 along the circuit 5-4-10-9-15-1-5, a pulse of recharge current com- mutating capacitor 5. In this case, through the load 10, the current flows from the bottom up. At the moment of equal voltage part of the switching inductor 9 and the switching capacitor 5, the diode 15 is closed. d5

П интервал. Ток перезаряда коммутирующего конденсатора 5 замыкается по цепи 8-L-5-4-10-9-8. Через нагруэ.........ку ток протекает снизу вверх, В момент перехода тока коммутирующего контура через амплитудное значение напряжения на коммутирующем дросселе меняет полярность. Как только напряжение на этом дросселе по величине превысит сумму напряжения источника питания и падение напряжения на нагрузке, открывается диод 13. Ток в цепи коммутирую· щего контура резко спадает до нуля.P interval. The overcharge current of the switching capacitor 5 is closed on the circuit 8-L-5-4-10-9-8. Through the load ......... ku, the current flows from the bottom up. At the moment the current of the switching circuit passes through the amplitude value of the voltage at the switching reactor, it changes polarity. As soon as the voltage across this inductor exceeds the sum of the voltage of the power source and the voltage drop across the load, diode 13 opens. The current in the circuit of the switching circuit drops sharply to zero.

Ш интервал. Избыток реактивной энергии, запасенной в электромагнитном поле коммутирующего дросселя, рассеивается на конденсаторе 12 и нагрузкеW interval. The excess reactive energy stored in the electromagnetic field of the switching inductor is dissipated on the capacitor 12 and the load

10. Ток сброса протекаетjпо контуру10. The discharge current flows along the circuit

9—13—12—10—9. Ток через нагрузку протекает сйизу вверх. ,9-13-12-10-9. Current through the load flows upward. ,

W интервал характеризуется бестоковой паузой схемы инвертора, которая длится до включения тиристоров 2, 3. Ври этом ток заряда конденсатора 8 обеспечивает протекание токА через нагрузку сверху вниз. Первый такт работы схемы закончен.The W interval is characterized by a currentless pause of the inverter circuit, which lasts until the thyristors 2, 3 are turned on. At the same time, the charge current of the capacitor 8 ensures that the current flows through the load from top to bottom. The first cycle of the circuit is finished.

Процессы, происходящие во втором такте, , аналогичны описанным выше, по окончании второго такта включаются ти- \ ристоры 1, 4, и цикл работы схемы инвертора повторяется.The processes occurring in the second cycle are similar to those described above, at the end of the second cycle, thyristors 1, 4 are turned on, and the cycle of the inverter circuit is repeated.

В данной схеме инвертора помимо ограничения напряжений на тиристорах и реактивных элементах предусмотрено ограничение напряжения на нагрузке 10 до величины питающего напряжения с помощью диода 14, что обеспечивает . устойчивую работу инвертора при изменении нагрузки в широких пределах.In this inverter circuit, in addition to limiting the voltages on the thyristors and reactive elements, it is provided that the voltage at load 10 is limited to the value of the supply voltage using diode 14, which provides. stable operation of the inverter when the load changes over a wide range.

Таким образом, предлагаемый последовательный инвертор позволяет повысить КПД за счет улучшенного Гармонического состава нагрузки на 10-15% и обеспечивает устойчивую работу на резко переменную нагрузку.Thus, the proposed serial inverter allows you to increase the efficiency due to the improved Harmonic composition of the load by 10-15% and ensures stable operation on a sharply variable load.

Claims (2)

Изобретение относшч;  к преобразо ватепьной технике и быть исполь зовано в качестве источника питани  дл  электротермических установок. Известен рад схем последовательных. инвертс юв, в которых дл  расширени  нагрузочного диапазона используютс  дополтггельные контуры, осуществл кзшие возврат избыточной реактивной энергии, запасенной в электромагнитных пол х элементов схемы, в источйик питани . Известна схема независимого инвертора 1 в которой ограничение степени раскачки напр жении на реактивных элементу и силовых вентил х в режима близких к короткому . замыканию, осуществл етс  за счет введени  встре но- параллельных неуправл емых вентилей. Такой способ ограничени  не позвол ет получить рабочие частоты выше 2,5 кГц, тёк как обратное напр жение, прикладываемое к управл емым вентил м, определ етс  малой величиной падеш л HanpsH жени  на работаюших встречно-параллель ных Вентил х. Последнее обсто тельство требует увеличени  времени, необходимого дл  восстановлени  управл емости силовых вентилей, а следовательно, приводит к сужению частотного диапазона. Наиболее близкой  вл етс  схема ин- вертора 2 , содержаща  св занные с входными выводами через дроссели фильтра тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока и две последовательные цепочки, состо щие кажда  из конденсатора и дроссел , между общими точками которых включен диод. Существенным преимуществом данной схемы перед приведенной выше  вл етс  создание более благопри тных условий дл  работы вентилей. Это, прежде всего, заключаетс  в значительном снижении скорости нарастани  пр мого напр жени , прикладываемого к тиристорами, и времени , предоставл емого дл  восстановлени  управл емости тиристоров, к которым в выключенном состо нии прикладываетс  й1ГДч-иТо1ГЫ1Ое отрицательное напр жение, что позгюп ет получить более Вбюокие частоты. К недостаткам рассматриваемой схемы относитс  низкий КПД инвертора за счет малой амнлитуды первой гармо- йики тока, протекающего через нагрузку, С целью повышени  КПД и надежности инвертора в работе за счет обеспечени  устойчивой его работы при изменении нагрузки, в предлагаемом инверторе дрос сель одной из последовательных цепочек выполнен с отводом и соединен последовательно с цепью нагрузки, причем их точка соединени  св зана с упом нутой общей точкой другой цепочки через дополнительный диод, а между отводом дроссел  и анодной группой моста включен вспомогательный диод. Схема инвертора представлена на чертеже. Инвертор содержит мост тиристоров 1-4, в диагональ переменного тока Которого включен коммутирующий конденсатор 5, дроссели фильтра 6, 7 и две последовательные цепочки, одна из котор состоит из конденсатора (разделительного ) 8, дроссел  (коммутирующего) 9 и нагрузки 10, а друга  - из дроссел  11 и конденсатора 12 обща  точка конденсатора 8 и дроссел  9 через диод 13 и точка соединени  дроссел  9 и нагрузки 10 через дополнительный Дйод 14 соединены с общей точкой дроссел  . Ii и конденсатора 12, а отвод дроссел  8 соединен через вспомогательный диод 15, Схема инвертора работает следующим образом.У Полный цикл работы схемы определ$ етс  Частотой управлени  тиристорами 1-4, Каждый такт характеризуетс  рабочим и нерабочим состо нием вентильно мсюта, т.е. наличием и отсутствием тока коммутирующего контура. В течение такт работа схемы разбиваетс  на четыре интервала. X интервал. При отпирании тиристоров 1, 4 по контуру 5-4-10-9-15-1-5 протекает импульс тока перезар да коммутирующего конденсатора 5. Приэтом через нагрузку 1О ток протекает снизу вверх. В момент равенству напр жений части коммутирующего дроссел  9 и ком мути:рующего конденсатора 5 диод 15 закрываетс . ГГ интервал. Ток перезар да коммутирующего конденсатора 5 замыкаетс  по цепи 8-1-5-4-10-9-8. Через нагруз ку ток протекает снизу вверх. В момент перехода тока коммутирующего контура через амплитудное значение напр жени  на коммутирующем дросселе мен ет пол рность . Как только напр5гжение на этом дросселе по величине превысит сумму напр жени  источника питани  и падение напр жени  на нагрузке, открываетс  диод 13. Ток в цепи коммутирующего контура резко спадает до нул . Ш интервал. Избыток реактивной энергии, запасенной в электромагнитном поле коммутирующего дроссел , рассеиваетс  на конденсаторе 12 и нагрузке 10. Ток сброса протекает по контуру 9-13-12-10-9. Ток через нагрузку протекает сйизу вверх., IV интервал характеризуетс  бесто- ковой паузой схемы инвертора, котора  длитс  до включени  тиристоров 2, 3. Т1ри этом ток зар да конденсатора 8 обеспечивает протекание токА через нагрузку сверху вниз. Первый такт работы схемы закончен. Процессы, происход щие во втором такте,, аналогичны описанным Вьпие, по окончании второго такта включаютс  тиристоры 1, 4,и цикл работы схемы инвертора повтор етс . В данной схеме инвертора помимо ограничени  напр жений на тиристорах и реактивных элементах предусмотрено ограничение напр жени  на нагрузке 1О до величины питающего напр жени  с помощью диода 14, что обеспечивает . устойчивую работу инвертора при изменении нагрузки в щироких пределах. Таким образом, предлагаемый последовательный инвертор позвол ет повысить КПД за счет улучщенного гармонического состава нагрузки на 10-15% и обеспечивает устойчивую работу на резко переменную нагрузку. Формула изобретени  Последовательный автономный инвертор , содержащий св занные со входными выводами через дроссели фильтра тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока .и две последовательные цепочки, кажда  така  цепочка состоит из конденсатора и дроссел , ме)1сду общими точками которых включен диод, о ,т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью повьпиени  |КПД и надежности его в работе, дроссель 57 одной из последовательных непочок ешблнен с отводом и соединен последовательно с цепью нагрузки, причем их точка соединени  св зана с упом нутой общей точкой другой цепочки через дополнйтельный диод, а между отводом дроссел  и анодной группой моста включен вспомогательный диод. Источники информации, принетые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельствоМ 235177. класс Н 02 М 7/48, 1967. The invention is relative; to convert the technique of technology and be used as a power source for electrothermal installations. Known for a series of successive schemes. SE inverts, which use additional hollow circuits to expand the load range, performed the return of the excess reactive energy stored in the electromagnetic fields of the circuit elements to the power supply. A known circuit is an independent inverter 1 in which limiting the degree of buildup of the voltage on the reactive element and the power valves in the mode close to short. the closure is accomplished by the introduction of mutually parallel unmanaged gates. Such a limiting method does not allow to obtain operating frequencies above 2.5 kHz, which, like the reverse voltage applied to controllable valves, is determined by the small value of the drop on the running anti-parallel gates. The latter circumstance requires an increase in the time required to restore the controllability of the power valves, and, consequently, leads to a narrowing of the frequency range. The closest is the inverter circuit 2, which contains a thyristor bridge with a switching capacitor in the alternating current diagonal connected to the input pins via filter chokes and two successive circuits, each consisting of a capacitor and a throttle, between which common points a diode is connected. A significant advantage of this scheme over the above is the creation of more favorable conditions for the operation of the valves. This primarily means a significant reduction in the rate of rise of the direct voltage applied to the thyristors, and the time allowed to restore the controllability of the thyristors, to which the 1HDH-iTo1HY1Oe negative voltage is applied in the off state, which will get more In the frequency range. The disadvantages of this scheme are the low efficiency of the inverter due to the small amplitude of the first harmonic of the current flowing through the load. In order to increase the efficiency and reliability of the inverter by ensuring stable operation when the load changes, the proposed inverter is one of the successive circuits made with a tap and connected in series with the load circuit, and their junction point is connected to the common point of another chain through an additional diode, and between the pull socket and the anode group The bridge is connected to the auxiliary diode. The inverter circuit is shown in the drawing. The inverter contains a thyristor bridge 1-4, in the diagonal of the alternating current of which the switching capacitor 5 is connected, the filter chokes 6, 7 and two successive chains, one of which consists of a capacitor (separation) 8, chokes (switching) 9 and load 10, and another - from drossel 11 and condenser 12, the common point of capacitor 8 and throttle 9 through diode 13 and the junction point of throttle 9 and load 10 through additional Dyod 14 are connected to common throttle point. Ii and the capacitor 12, and the outlet of the chokesel 8 is connected via an auxiliary diode 15, the inverter circuit works as follows. The full cycle of the circuit operation is determined by the thyristor control frequency 1-4. Each clock cycle is characterized by the operating and non-operating state of the valve, i.e. . the presence and absence of the current switching circuit. During the clock cycle, the operation of the circuit is divided into four intervals. X interval When the thyristors 1, 4 are unlocked along the circuit 5-4-10-9-15-1-5, a current pulse recharges the switching capacitor 5. A current flows through the load 1O from the bottom up. At the moment of the equality of the voltages of the part of the switching throttle 9 and the commutation of the dummy capacitor 5, the diode 15 is closed. YY interval. The restart current of the switching capacitor 5 is closed along the circuit 8-1-5-4-10-9-8. Through the load current flows from the bottom up. At the moment when the current of the switching circuit passes through the amplitude value of the voltage on the switching choke, the polarity changes. As soon as the voltage across this choke exceeds the sum of the voltage of the power source and the voltage drops across the load, diode 13 opens. The current in the circuit of the switching circuit drops sharply to zero. W interval. An excess of reactive energy stored in the electromagnetic field of the commutating throttle is dissipated by the capacitor 12 and the load 10. The discharge current flows along the circuit 9-13-12-10-9. The current through the load flows upwards. The IV interval is characterized by a non-current pause of the inverter circuit, which lasts until the switching on of the thyristors 2, 3. In this case, the charge current of the capacitor 8 allows current to flow through the load from top to bottom. The first cycle of the circuit is over. The processes occurring in the second cycle are similar to those described above, at the end of the second cycle the thyristors 1, 4 are turned on, and the cycle of operation of the inverter circuit is repeated. In this inverter circuit, in addition to limiting the voltages on the thyristors and reactive elements, it is possible to limit the voltage on the 1O load to the value of the supply voltage through the diode 14, which provides. stable operation of the inverter when the load changes within wide limits. Thus, the proposed serial inverter allows to increase the efficiency due to the improved harmonic composition of the load by 10–15% and ensures stable operation at a sharply variable load. Claims of a Serial Autonomous Inverter, containing a thyristor bridge connected to the input terminals through a filter chokes in an alternating current diagonal bridge and two successive chains, each chain consisting of a capacitor and Drossel, i so that, in order to improve efficiency and reliability, the throttle 57 is one of the consecutive errors with a tap and connected in series with the load circuit, and their point the connections are connected to the mentioned common point of the other chain through an additional diode, and an auxiliary diode is connected between the tap and the anode group of the bridge. Sources of information taken into account in the examination of 1. Authors certificate M 235177. class H 02 M 7/48, 1967. 2.Тиристорные преобразователи частоты дл  индукционного нагрева металлов , Мемшузовский научный сборник, №6, Уфа, 1976, с. 9, рис. 1.2. Thyristor frequency converters for induction heating of metals, Memshoz Scientific Journal, No. 6, Ufa, 1976, p. 9, fig. one.
SU782604631A 1978-04-12 1978-04-12 Self-sustained serial inverter SU714599A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782604631A SU714599A1 (en) 1978-04-12 1978-04-12 Self-sustained serial inverter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782604631A SU714599A1 (en) 1978-04-12 1978-04-12 Self-sustained serial inverter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU714599A1 true SU714599A1 (en) 1980-02-05

Family

ID=20759760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782604631A SU714599A1 (en) 1978-04-12 1978-04-12 Self-sustained serial inverter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU714599A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU714599A1 (en) Self-sustained serial inverter
SU836740A1 (en) Self-sustained series inverter
SU756576A1 (en) Self-sustained series inverter
KR820000337B1 (en) Voltage limitation and energy rehound circuit for current source inverter
SU951606A1 (en) Three-phase self-excited inverter
SU1092648A1 (en) Device for single-phase control of mains voltage
SU610266A1 (en) Self-sustained series inverter
RU2147785C1 (en) Semiconductor dc-to-ac voltage converter with predetermined functional time dependence
SU1234793A1 (en) Device for testing semiconductor equipment
SU936308A1 (en) Controllable inverter
SU807466A2 (en) Self-sustained serial ac-to-dc converter
SU1173508A1 (en) Inverter
SU700904A2 (en) Self-sustained series inverter
SU896725A1 (en) Self-sustained voltage inverter
SU1188838A1 (en) Series self-excited inverter for supplying sectionalized load
SU655046A1 (en) Dc-to-ac voltage converter
SU807467A1 (en) Serial inverter
SU1072222A1 (en) Self-excited inverter
SU1001383A1 (en) Self-sustained series inverter
SU1513596A1 (en) Resonance oscillator
SU919028A1 (en) Transistor converter
SU877755A1 (en) Series
SU744874A1 (en) Self-sustained inverter
SU877762A1 (en) Current converter
SU995233A1 (en) Three-phase series inverter