SU738074A1

SU738074A1 - Self-sustained series inverter

Info

Publication number: SU738074A1
Application number: SU762308068A
Authority: SU
Inventors: Михаил Миронович Акодис; Виктор Васильевич Шипицын; Владислав Игоревич Лузгин; Виктор Владимирович Рудный; Алексей Алексеевич Новиков; Андрей Александрович Рухман; Василий Андреевич Самородов; Леонид Григорьевич Гаев
Original assignee: Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова
Priority date: 1976-01-04
Filing date: 1976-01-04
Publication date: 1980-05-30

Description

(54) АВТОНОМНЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР(54) AUTONOMOUS SERIAL INVERTER

Изобретение относитс к преобразовательной технийе, а именно к автономным последовательным инверторам, и может быть использовано, например, в установках дл индукционного йагрева металлов. Известны автономные последовательные инверторы. Один из известных автономных посл довательных инверторов содержит два вентильных моста, причем нагрузка св зана с мостами через фильтровые дроссели и конденсаторы 1. В другом из известных автономных последовательных инверторов дл ограничени выходного напр жени при резких колебани х нагрузки используют с дополнительные вентили 2. Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению вл е с автономный послед9вательный инвертор , также содержащий два тиристорных моста, фильтровые дроссели и конденса торы, св занные с выводами посто нно го тока мостов и с выходными выводами 3 . Целью насто щего изобретени вл тес ограничение напр жени на элементах инвертора и улучшение спектрйльного состава кривой выходного тока. Поставленна цель достигаетс тем, что в автономный последовательный инвертор, содержащий два тиристорных моста, каждый из которых имеет коммутирующий конденсатор в диагонали переменного тока, и коммутирующие дроссели (включенные последовательно с каждым из. тиристоров мостов, причем выводы посто нного тока упом нутых мостов св занц с выходными выводами через фильтровые дроссели) две последовательные вспомогательные цепочки, образованные вспомогательными коммутирующими дроссел ми и вспомогательными фильтровыми конденсаторами , перва из которых включена между первым выходным выводом и положительным выводом первого моста, а в тора - между первым выходным выводом и отрицательным выводом второгО моста, и два фильтровых конденсатора , включенных между вторым выходным выводом и соответственно положительным выводом второго моста и отрицательным выводом первого моста, введены дополнительные вентили, причем первый вентиль включен между средней точкой перйой вспомогательной це1ПОЧКИ и положительным выводом второго моста, второй - между средней точкой второй вспомогательной цепочки и отрицательным выводом первого моста , третий - между первым выходным выводом и положительным выводом второго моста, а четвертый - междупервым выходным выводом и отрицательным выводом первого моста, Последо-i вательно с дополнительными вентил ми могут быть включены дополнительные дроссели. Дл более эффективного ограничени напр жени обмотки дросселей вспомогательных цепочек могут быть выполнены с промежуточными выводами , причем промежуточный вывод обмотки дроссел первой цепочки подключен через дополнительно введенный вентиль к положительному выводу первого моста, а промежуточный вывод обмотки дроссел второй цепочки к отрицательному выводу второго мост Кроме того, в инвертор могут быть введены дополнительные вентили, св зывающие тиристоры мостов с соответствующими фильтровыми конденсаторамиThe invention relates to a converter technology, in particular to autonomous series inverters, and can be used, for example, in installations for induction yagrev metals. Known autonomous serial inverters. One of the known autonomous sequential inverters contains two valve bridges, the load being connected to the bridges through filter chokes and capacitors 1. In the other of the known autonomous series inverters, to limit the output voltage during sharp load fluctuations, they are used with additional gates 2. The closest The technical essence of this invention is an autonomous serial inverter, which also contains two thyristor bridges, filter chokes and capacitors connected to With DC currents of bridges and with output pins 3. The aim of the present invention is to limit the voltage on the inverter elements and improve the spectral composition of the output current curve. The goal is achieved by the fact that there is an autonomous serial inverter containing two thyristor bridges, each of which has a switching capacitor in the diagonal of alternating current, and switching chokes (connected in series with each of the bridge thyristors, and the DC outputs of the mentioned bridges with output terminals through filter chokes) two consecutive auxiliary chains formed by auxiliary switching throttles and auxiliary filter capacitors and, the first of which is connected between the first output terminal and the positive terminal of the first bridge, and the torus between the first output terminal and the negative terminal of the second OO bridge, and two filter capacitors connected between the second output terminal and, accordingly, the positive terminal of the second bridge and the negative terminal of the first bridge, additional gates are introduced, the first gate being connected between the middle point of the first auxiliary KEYPENS and the positive terminal of the second bridge, the second between the middle point of the second the auxiliary chain and the negative output of the first bridge, the third between the first output output and the positive output of the second bridge, and the fourth between the first output output and the negative output of the first bridge, Additional chokes can be connected in series with additional valves. To more effectively limit the voltage of the windings, the auxiliary chain chokes can be made with intermediate leads, with the intermediate lead of the throttle winding of the first chain connected via an additionally inserted valve to the positive lead of the first bridge, and the intermediate lead of the winding of the second loop of the second chain to the negative lead of the second bridge Additional gates connecting the bridge thyristors to the corresponding filter capacitors can be inserted into the inverter.

Принципиальна электрическа схем приведена на чертеже, где 1-8 - тириторы; 9-16 - коммутирующие дроссели; 17,18 - коммутирующие кондвнсаторы; 19,20 - вспомогательные коммутирующие дроссели; 21,22 - йспомогательны фийьтровые конденсаторы; фильтровые конденсаторы; 25-28 фильтровые дроссели; 29-42 - дополнительные вентили; 43-46 - дополнительные дроссели; 47 - нагрузка.The principal electrical diagrams are shown in the drawing, where 1-8 are thyritors; 9-16 - commuting chokes; 17,18 - commuting convnsators; 19.20 - auxiliary switching chokes; 21,22 - Phi-ter capacitors are suitable; filter capacitors; 25-28 filter chokes; 29-42 - additional valves; 43-46 - additional chokes; 47 - load.

Инвертор работает следующим образом .The inverter works as follows.

При отпирании вентилей в 1-ом тАкте, напримертиристоров 1, 4, в первой части полупериода ток проте . кает по следующим контурам за счет запаса энергии в коммутирующем конденсаторе по контуру: 17, 4, 38, 47, 19, 33, 9 (35), 1, 17 - до тех пор, пока напр жение на конденсаторе 17 не станет равным сумме напр жени на фильтровых конденсаторах 21 и 24; за счет запаса энергии в фильтровых конденсаторах 21 и 24 по контуру: 21, 9, 1, 17, 4, 12, 24, 47 19, 21,When the valves are opened in the 1st test, for example, the thyristors 1, 4, in the first part of the half-cycle the current flows. for the following circuits due to the energy stored in the switching capacitor along the circuit: 17, 4, 38, 47, 19, 33, 9 (35), 1, 17 - until the voltage on the capacitor 17 becomes equal to the sum of on filter capacitors 21 and 24; due to the energy reserve in the filter capacitors 21 and 24 along the contour: 21, 9, 1, 17, 4, 12, 24, 47 19, 21,

Во торой части полупериода 1-го такта, когда напр жение на дросселе 19 принимает пол рность, указанную на чертеже, и превышает напр жение на фильтровом конденсаторе 23, отпираете вентиль 29, Дроссель 19 будет зашунтирован контуром 29 , 23, 47 Это приведет к тому, что энерги , запасенна в дросселе 19, будет израсходована на зар д конденсатора 23 и в нагрузке при протекании тока по контуру: 19, 29, 23,47, 19, Энерги , запасенна в дроссел х 9, 12, будет израсходована на перезар д конденсатора 17 и в нагрузке 47 по;The second part of the half cycle of the 1st cycle, when the voltage on the choke 19 takes the polarity indicated in the drawing and exceeds the voltage on the filter capacitor 23, unlock the valve 29, the choke 19 will be bridged by the circuit 29, 23, 47 This will cause that the energy stored in the choke 19 will be spent on the charge of the capacitor 23 and in the load when the current flows through the circuit: 19, 29, 23.47, 19, the energy stored in the throttle x 9, 12 will be spent on recharging the capacitor 17 and the load 47;

738074738074

контуру: 21, 9, 1, 17, 4, 12, 24, 47, 19, 21.Contour: 21, 9, 1, 17, 4, 12, 24, 47, 19, 21.

Положительный эффект от дополнительных диодов заключаетс в том, что в первой части полупериода ток частично протекает помимо источника питани (фильтровых конденсаторов 21, 24), что уменьшает запас электромагнитной энергии в коммутирующих дроссел х, а это уменьшает перезар д коммутирующих конденсаторов; кроме того, при снижении напр жени на коммутирующих конденсаторах уменьшаетс длительность тока в контуре шунтировани коммутирующих дросселей во второй части, полупериода (например , в контуре: 19, 29, 23, 47, 19), что уменьшает содержание высших гармоник в токе нагрузки.The positive effect of the additional diodes is that in the first part of the half-period the current partially flows in addition to the power supply (filter capacitors 21, 24), which reduces the supply of electromagnetic energy in the switching droplets, and this reduces the recharging of the switching capacitors; In addition, when the voltage on the switching capacitors decreases, the duration of the current in the bypass circuit of the switching chokes in the second half period (for example, in the loop: 19, 29, 23, 47, 19) decreases, which reduces the content of higher harmonics in the load current.

Таким образом, сброс избыточной реактивной энергии с коммутирующего контура осуществл етс не только во второй половине полупериода импульса тока, но и в его первой половине , причем и первыйJи второй вид сброса энергии осуществл етс током в одну и ту же сторону через нагрузк по отношению к направлению основного импульса тока. Это позвол ет исключить чрезмерное зат гивание тока при сбросе энергии во второй половине полупериода импульса тока и тем самы приблизить форму выходного тока к сигЬСоидальной, что в конечном итоге позвол ет повысить КПД преобразовател , Thus, excess reactive energy is released from the switching circuit not only in the second half of the current pulse half-period, but also in its first half, and the first and the second type of energy discharge is carried out in one and the same direction through the load relative to the direction main current pulse. This eliminates excessive current drawdown when energy is released in the second half of the half-cycle of the current pulse and, thus, brings the output current shape closer to sign-Solo, which ultimately improves the efficiency of the converter

Во 11-ом такте отпираютс вентили 5,8;в 111-ем - вентили 2,3; в lV-ом такте - вентили б, 7, При. этом процессы коммутации аналогичны описанным в 1-ом такте.In the 11th cycle, valves 5.8 are unlocked; in the 111th cycle, valves 2.3; in the lVth cycle - valves b, 7, At. this switching processes are similar to those described in the 1st cycle.

Claims

Invention Formula

An autonomous serial inverter containing two thyristor bridges, each of which has a switching capacitor in the diagonal of alternating current, and switching chokes connected in series with each of the thyristors of the bridges, the DC terminals of the said bridges are connected to the input pins through the filter chokes, also two auxiliary circuits formed by auxiliary switching throttles and auxiliary filter capacitors, the first of which is connected between the first output dnym terminal and the positive terminal of the first bridge and the second - between the first output terminal and a negative terminal of the second bridge, and two of filter capacitor connected between the second terminal respectively and the positive terminal of the second bridge and the negative terminal of the first bridge, and about sistent with the fact

5 that, with the purpose of improving the harmonic composition of the output current curve and limiting the voltage on the elements when the load changes, additional gates are inserted into it, with the first Hungarian included between the middle point of the first auxiliary chain and the positive output of the second bridge second - between the middle point of the second auxiliary chain and the negative terminal of the first bridge, the third between the first output terminal and the positive terminal of the second bridge, and the fourth between the first output terminal and the negative terminal Vågå bridge. 2. Inverter pop. 1, I distinguish it with the fact that it introduced additional chokes connected in series with each of the additional valves. 3. Inverter in PP.1 and 2, which is based on the fact that the windings of the chokes of the auxiliary chains are made with intermediate leads, with the intermediate lead of the windings of the chokes of the first string connected: through the additionally inserted valve to the positive terminal of the first bridge, and the intermediate lead of the winding Drossel of the second chain - to the negative conclusion of the second bridge. 4, Inverter according to claims 1 - 3, of which is that it introduces additional valves connecting the anodes of the thyristors of the first bridge with the midpoint of the first auxiliary chain, the cathodes of the thyristors of the first bridge and the anodes of the thyristors of the second bridge - with the second conclusions, and the cathodes of the thyristors of the second bridge - with the midpoint of the second auxiliary chain. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 486439, cl. H 02 M 7/537, 10.09,71.

2. USSR author's certificate No. 441634, cl. H 02 M 7/52, 07.12.71.

3. USSR author's certificate 6.01790, cl. H 02 M 7/515, 10.09.71.