SU797028A1 - Последовательный автономный инвертор - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть ис пользовано, например, дл  индукционного нагрева металлов.

Известны схемы последовательных инверторов с рекуперацией излишней электромагнитной энергии коммутирующего дроссел  в питающую сеть, что позвол ет ограничивать напр жение на вентил х и других элементах схем при резком уменьшении сопротивлени  нагрузки 1 и 2 .

В первой схеме коммутирующие индуктивности включены между вентильньми мостами и с помощью остаточных диодов соединены с последовательно соединенными нагрузкой и разделительным конденсатором. Во второй схеме коммутирующие дроссели соединены последовательно с одними разделительными конденсаторами и с помощью встречного диода подсоединены параллельно другому разделительному конденсатору

Недостатком обеих схем  вл етс  то, что в них рекупераци  излишней электромагнитной энергии с коммутирущих дросселей осуществл етс  в конденсаторы , зар женные до питающего, напр жени , что недостаточно ограничивает напр жение на вентил х и других элементах схемы при резком снижении сопротивлени  нагрузки. Особенно ощутимым становитс  этот недостаток при возрастании частоты и мощности преобразователей.

Известна также схема последовательного автономного инвертора, котора  содержит два ,разделенных фильтровыми дроссел ми вентильных моста с коммутирующими контурами и два фильтровы конденсатора, одни обкладки которых соединены с точками соединени  вентильных мостов и фильтровых дросселей, а вторые обкладки образуют выходные выводы к которым подсоединена нагрузка . Рекупераци  излишней электромагнитной энергии с коммутирующих контуров в схеме осуществл етс  с помощью встречных диодов, подключенных параллельно пр мым вентил м, что обеспечивает жесткое ограничение напр жени  на вентил х на уровне не выше двойного по отношению к напр жению источника питани  при уменьшении сопротивлени  нагрузки вплоть до нул  з .

Claims (2)

1. Недостатком схемы  вл етс  то, что восстановление управл емости вентилей в ней происходит при малом обратном напр жении равном падению пр мого напр жени  на встречных диодах, что затрудн ет процесс восстановлени , увеличивает его длительность и,-следовательно , требует увеличени  времени предоставл емого на восстановление управл емости йр мых вентилей. Это не позвол ет примен ть схему на вы1соких частотах, например в ультразвуковом диапазоне. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  автономный последовательный инвертор, содержащий два тиристорных моста с кoммyтиps oщими .контурами в диагонал х переменного тока, причем выводы посто нного тока мостов св заны со входными выводами через ограничительный дроссель и через фильтровые дроссели с отпайками; две последовательные цепочки, включенные, перва между первым выходным выводом li анЪдной группой первого моста, а втора  между одним из выходных выводов.и катодной группой второго моста, и состо щие кажда ,из коммутирующего дроссел  с отпайкой и вспомогательного фильтрового конденсатора, к точкам соединени  которых подключены одни электроды вспомогательных диодов, сое диненных другими своими электродами с отпайками соответствующих фильтровых дросселей, причем отпайка коммутирующего дроссел  первой цепочки св зана через встречный диод с анодной группой первого-моста, а отпайка коммутирующего дроссел  второй цепочки через другой встречный диод с катодной группой второго моста, два фильтровых конденсатора, включенных: первый между одним из выходных выводов и анодной группой ВТОРОГО моста, а второй- между вторым выходным выводом и катодной группой первого моста, причем указанные катодна  груп па св зана с первым, а анодна  - с од ним из выходных выводов через дополнительные цепочки, состо тие, кажда  из диода и дроссел  сброса, а также дополнительный фильтровой конденсатор включенный между отпайками фильтровых .дросселей, соединенными кажда , с од ним из. выходных выводов через соответствующий дополнительный диод . Недостатком известной схемы  вл етс  невозможность одновременной работы мостов, поскольку трки мостов ho нагрузке протекают в ПРОТИВОПОЛОЖ НОМ направлении и крмпенсируют друг друга. В данном же устройстве по ино му образованй выходные выводы, а это позвол ет обеспечить синхронную работу тиристорных мостов, и последова тельное включение коммутирующих дрос селей на интервале, когда происходит рекупераци  с этих дросселей излишней электромагнитной энергии на дополнительный Конденсатор. Это- обсто тельство позвол ет увеличить эффективность сброса и уменьшить напр жени  на коммутирующих конденсаторах и вентил х, что как бы эквивалентно сбросу излишней энергии с каждой коммутирующей индуктивности на конденсатор , зар женный до половины питающего напр жени . Цель изобретени  - повышение наВежности за счет увеличени  эффективности сброса и уменьшени  напр жени  на коммутирующих конденсаторах и вентил х . Дл  достижени  поставленной цели последовательный автономный инвертор снабжен двум  исполнительными дроссел ми, включенными последовательно со встречными диодами, причем втот ра  последовательна  цепочка .подключена ко второму выходному выводу, соединеннсчу у через указанную дополнительную цепочку с анодной группой второго моста,- соединенной через фильтровый конденсатор с первым выходным выводом, св занньм через дополнительный диод с отпайкой фильтрового дроссел , подключенного к положительному входному выводу. На фиг.1,2 и 3 изображены разные варианты схемы предлагаемого инвертора . Схема состоит из двух тиристорйых мостов, собранных на тиристорах 1-8, в диагонали ;которых включеныкоммутирующие контуры, состо щие из коммутирующих дросселей 9 и 10 и коммутирующих конденсаторов 11 и 12, фильтровых дросселей 13-16 и ограничивающего дроссел  17, через которые тиристорные мосты подключены к входным выводам, подключенные между выводами посто нного тока последовательные цепочки из вспомогательных Фильтровьк конденсаторов 18 и 19 коммутирующих дросселей 20-21 и фильтровых конденсаторов 22 и 23, дополнительного конденсатора 24, подключенного j отпайкам фильтровых дросселей нагрузки 25, подключенной к выходным выводам, и встречных диодов 26 и 27, дополнительных дросселей 28 и 29, вспомогательных диодов 30 и 31, дополнительных диодов 32 и 33, диодов 34 и 35 и дросселей сброса 36 и 37. Схема, изображенна  на фиг. 1, работает следующим образом. В nejpBOM такте открываетс  тиристоры 1,4 первого моста и 5,8 - второго моста, и ток протекает вначале по контурам; 11-4-23-25-20-26-28-1-9-11 и 12-8-29-27-21-25-22-5-10-12 за счет запаса избыточной энергии в коммутирующих конденсаторах 11 и 12, а затем, когда запираютс  диоды 26 и 27 - по контурам: 18-1-9-11-4-23-25-20-18 и 22-5-10-12-8-18-21-25-22. Во второй половине полупериода тока, когда напр жение на коммутирующих дроссел х 20 и 21 примет пол рность, указанную на.фиг,1, и сумма этих напр жений превзойдет напр жение на дополнительном конденсаторе 24, зар женном до напр жени  питани , открываютс  диод 30 и 31. С этого момента прекраицаетс  ток в мостах инвертора, останавливаетс  перезар д коммутирующих кон ценсаторов на заданном уровне и протекает ток сброса избыточной реактив ной энергии, запасенной в коммутирую щих дроссел х по контуру: 20-30-2431-21-25-20 . Во втором такте работы инвертора, когда открываютс  тиристоры 2,3 и 6, процессы повтор ютс  аналогично описанным. С ростом эквивалентного сопротивлени  нагрузочного контура возрастает и напр жение на нем, с достижением амплитуды которого, равной напр жению на фильтровых конденсаторах 22 и 23, зар женных до половины питающего напр жени , открывают с  диоды 34 и 35 и протекает ток сбр са избыточной реактивной энергии, за пасенной в нагрузке по контурам: 2534-37-22-25 и 25-23-36-35-25. При этом амплитуда напр жени  на нагрузочном контуре ограничиваетс  на уровне, равном половине питающего напр жени  и вьше, в зависимости от величины индуктивности дросселей Зб На фиг.2 изображена схема инвертора , в которой осуществл етс  сброс |13быточной энергии, запасенной в наг Ьузке как в положительном, так ив отрицательном полупериоде выходного напр жени , что очень важно при работе инвертора на резкопеременную на рузку с низкой добротностью. При этом токи протекают по следующим кон турам: 25-32-24-33-25 и 37-34-18-35На фиг.З изображен упрсмценный вариант выполнени  схемы. В этом случае сброс избыточной реактивной энер гии, запасенной в коммутирующих дрос сел х и в нагрузочном контуре, осуществл етс  на фильтровые конденсаторы , зар женные до напр жени  равно го половине питающего. Формула изобретени  Последовательный автономный инвертор , содержащий два тиристорных моста с коммутирующими контургили в . диагонал х переменного тока, причем :выводы посто нного тока мостов св заны со входными выводами через ограничительный дроссель и через фильтровые дроссели с отпайками; две последовательные цепочки, включенные, перва  - между lepвым, выходным выводом и анодной группой первого моста , а втора  - между одним из выходу ных выводов и катодной группой второго моста, и состо щие, кажда ,из коглмутирующего дроссел  с отпайкой и вспомогательного фильтрового конденсатора , к точкам соединений которых подключены одни электроды вспомогательных диодов, соединенных другими своими электродами с отпайками соответствующих фильтровых дросселей, причем отпайка коммутирующего дроссел  первой цепочки св зана через встречный диод с анодной группой первого моста, а отпайка коммутнруюгцего дроссел  второй цепочки через другой встречный диод - с катодной группой второго моста, два фильтровых конденсатора , включенных, первый - между одним из выходных выводов и анодной группой второго моста, а второй между вторым выходным выводом и катодной группой первого моста, причем указанные катодна  группа св зана с первым, а анодна  - с одним из выходных выводов, через дополнительные цепочки и состо щие, кажда  из дирда, и дроссел  сброса, а также дополнительный фильтровой конденсатор, §ключенный между отпайками фильтровых дросселей, соединенными, кажда , с одним из выходных выводов через соответствуюишй дополнительный диод, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, он снабжен двум  дополнительными дроссел - ми, включенньми последовательно со . встречными диодс1ми, причем втора  последовательна  цепочка подключена ко второму выходному выводу, соединенному через указанную Дополнительную цепочку с анодной группой второго моста, соединенной через фильтровой конденсатор с первым выходньвх выводом, св занным через дополнительный диод с отпайкой фильтрового дроссел , подключенного к положительному входному выводу. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Канцельсон С.М, и ДР. Много чейковый тиристорный инвертор мощностью 50 кВт и частотой 10 кГц. Сборник 2, Тиристорнйе- преобразователи частоты дл  индукционного нагрева металлов . Уфа. Труды УАИ, 1972, вып.39, с.161, рис.1,
2. 2.Гутин Л.С. и др. Нова  схема тиристорного инвертора с рекуперацией энергии. Межвузовский сборник б Тиристорныё преобразователи частоты дл  индукционного нагрева металлов , Уфа, 1976, с.9, , 3,Авторское свидетельство СССР 486439, кл, И 02 М 7/537, 1971. 4,Авторское свидетельство СССР по за вке 2699355/07, кл, И 02 М 7/515, 1978,

   лМ

   f6