(54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНШ АВТОНОМНЬЙ ИНВЕРТОР(54) SEQUENTIAL AUTONOMOUS INVERTER
изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано в установках дл индукционного нагрева металлов и в ультразвуковых технологических установках. Известен автономный инвертор, содержащий два преобразовательных моста с коммутирующими контурами в диагонсши переменного тока. Каждый мост содержит пр мые и обратные вентили fl}. Однако восстановление запирающих свойств пр мых вентилей происходит при низком обратном напр жении, что сужает частотный диапазон инвертора. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс последовательный инвертор с двум преобразовательными мостами, в котором обратные вентили выполнены управ л емыми, а отпирание их осуществл етс с. некоторой задержкой по отноше нию к мсаленту запирани соответствующего пр мого вентил . Это позвол ет расширить частотный диапазон 1.2J. Однако при резком возрастании сопротивлени нагрузки увеличиваетс длительность импульса, тока пр кых вентилей, уменьшаетс обратное напр жение на них и преждевременно по вл етс пр мое напр жение. В результате затрудн етс восстановление управл емости пр мых вентилей, что может привести к срыву процесса инвертировани . Из-за уменьшени пр мого напр жени на обратных вентил х затрудн етс их отпирание, что приводит к прекращению рекуперации излишней электромагнитной энергии из ко1 утирующих контуров в источник питани и по влению перенапр жений, опасных дл вентилей и других элементов инвертора. Это снижает надежность инвертора. Цель изобретени - повышение надежности . Поставленнёш цель достигаетс тем, что последовательный автономный инвертор, содержащий блок управлени и преобразовательные мосты с пр мом и обратными управл емыми вентил ми, причем в диaгoнaJШ каждого из мостов включены коммутирующие конденсаторы и дроссели, выводы посто нного тока мостов св заны с входными выводами через фильтровые дроссели, а с выходными - через фильтровой конденсатор, снабжен дополнительными конденсаторами и двум вентил ми, причем два дополнительных вентил соединены последовательно и подключены между первым выходным выводом и общей точкой фильтровых дроссел и конденсатора параллельно последнему и встречно по отношению к пол рности входного напр жени , а дополнительный конденсатор включен между общей точкой дополнительных вентилей и вторым выходным выводом. I Дл повышени надежности инвертор может быть также снабжен ограничител ми напр жени , подключенными параллельно коммутируквдим конденсаторам , первой группой трансформаторов тока, первичные обмотки которых вклю чены последовательно с ограничител ми напр жени , и второй группой тран сформаторов тока, первичные обмотки которых включены последовательно с обратными вентил ми, при этом блок управлени содержит задающий генератор , управл емый ключ с двум входами , пусковое и выходное устройства причем вторичные обмотки трансформаторов тока первой группы объединены и св заны с первым входом управл емо го ключа, вторичные обмотки трансфор маторов тока второй группы объединены и св заны со вторым входом управл емого ключа, с которым св зан также выход пускового устройства, управл еьшй ключ включен между выходом задающего генератора и входом выходного устройства, выходы которого св заны с управл ющими переходами пр мых и обратных вентилей. На чертеже приведена схема инвертора . Инвертор содержит два вентильных моста, состо щих из пр мых вентилей 1-8, обраных вентилей 9-16, коммутирукацих конденсаторов 17 и 18, коммутирующих дросселей 19 и 20, анодных дросселей 21-24 и 25-28. Нагрузка 29 подключена через фильтровой конденсатор 30 параллельно вентильны MOCTeiM, которые через фильтровые . дроссели 31 и 32 подключены к входны выводам. Параллельно нагрузке включена последовательна цепочка из дополнительного конденсатора 33 и дополнительного вентил 34, обща точка которых через второй дополнительный вентиль 35 соединена с общей точ кой нагрузки и фильтрового конденсатора . Параллельно конденсаторам 17 . и 18 подключены ограничители 36 и 3 напр жени , последовательно с которы ми включены первичные обмотки транс форматоров 38 и 39 тока. Последовательно с обратны1 вентил ми 10, 12 14 и 16 включены первичные обмотки трансформаторов 40-43 тока. Задающи генератор 44 через управл емой ключ 45 св зан со входом выходного устройства 46. Ко входам ключа 45 п ключены вторичные обмотки трансформ торов 38, 39 и 40-43 тока, а также пусковое устройство 47. Инвертор работает следующим образом . В первом такте импульсы выходного устройства 46 отпирают вентили 1 и 2. Ток перезар да коммутирующего конденсатора 17 протекает по контуру 17-19-2-22-29-30-21-1-17, при этом формируетс первый полупериод кривой тока нагрузки. Во втором такте отпираютс обратные вентили 15 и 16, ток частичного разр да конденсатора 18 протекает по контуру 18-20-15-27-39-29-28-42-16-18 и формируетс второй полупериод кривой тока нагрузки. В последуквдих тактах процессы протекают аналогично, .При по влении напр жени на нагрузке 29 с положительной пол рностью , указанной на чертеже, конденсатор 33 зар жаетс до некоторого напр жени , пол рность которого также указана начертеже. При по влении на нагрузке 29 отрицательного напр жени , большего по величине половины питан цего напр жени , конденсатор 33 частично разр жаетс . В результате при возрастании сопротивлени нагрузки при положительной пол рности напр жени на нагрузке ток нагрузки дополнительно заьыкаетс по контуру 29-35-33-29, при отрицательной - по контуру 29-33-34-30-29. Это обеспечивает ограничение обеих полуволн выходного напр жени на нагрузке на уровне 0,5-0,8 от полного питающего напр жени и создание нормальных условий коммутации тока вентилей независимо от сопротивлени нагрузки. Степень ограничени определ етс кратностью емкости конденсатора 33 по отношению к емкости конденсаторов 17 и 18. Дл предотвращени режима невключени обратных вентилей 9-16, при котором по вл ютс опасные перенапр -г жени , в инвертор введены трансформаторы 40-43 тока. Если обратные вентили в установившемс режиме нормально отпираютс , со вторичных обмоток трансформаторов 40-43 тока поступают разрешающие сигналы на управл еь«ай ключ 45, который дает разрешение на Дсшьнейшее формирование управл ющих импульсов дл вентилей 1-8 и 9-16. Дл пуска инвертора на вход управл емого ключа 45 с выхода пускового устройства 47 подаетс однократный разрешающий йиетульс. Если по какой-либо причине обратные вентили не запираютс , на вторичных обмотках трансформаторов 40-43 тока исчезгиот разргаиак цие сигналы, и управл екв й ключ 45 запрещает формирование управл ющих , импульсов дл ентилей инвертора . В случае отказа системы контрол тока обратных вентилей, совпгщающего с режимом невключени обратных .вентилей, перенапр жение на коммутиThe invention relates to converter technology and can be used in installations for the induction heating of metals and in ultrasonic technological installations. A standalone inverter is known, which contains two converter bridges with switching circuits in alternating current diagrams. Each bridge contains fl and return valves. However, the restoration of the locking properties of forward valves occurs at a low reverse voltage, which narrows the frequency range of the inverter. The closest in technical essence to the present invention is a series inverter with two converter bridges, in which the check valves are controllable and their unlocking is performed from. some delay in relation to the msalenta lock the corresponding direct valve. This allows the frequency range to be 1.2J. However, with a sharp increase in the load resistance, the duration of the pulse, the current of the direct gate valves increases, the reverse voltage on them decreases, and the forward voltage appears prematurely. As a result, it is difficult to restore the controllability of the direct valves, which can lead to a breakdown of the inversion process. Due to the reduction of the direct voltage on the return valves, it is difficult to unlock them, which leads to the cessation of recovery of excess electromagnetic energy from the collecting circuits to the power source and the appearance of overvoltages dangerous to the valves and other elements of the inverter. This reduces the reliability of the inverter. The purpose of the invention is to increase reliability. The goal is achieved by the fact that a sequential autonomous inverter containing a control unit and converter bridges with forward and reverse controlled valves, and in the diagonal of each bridge, switching capacitors and chokes are included, the DC terminals of the bridges are connected to the input terminals through filter throttles, and with output - through a filter capacitor, equipped with additional capacitors and two valves, with two additional valves connected in series and connected between the first the output terminal and the common point of the filter throttles and the capacitor are parallel to the last and opposite to the polarity of the input voltage, and an additional capacitor is connected between the common point of the additional valves and the second output terminal. I To increase reliability, the inverter can also be supplied with voltage limiters connected in parallel to switching capacitors, the first group of current transformers whose primary windings are connected in series with the voltage limiters, and the second group of current transformers whose primary windings are connected in series with inverters valves, while the control unit contains a master oscillator, a control key with two inputs, a starting and an output device, the secondary windings of the transformer The current of the first group is combined and connected to the first input of the control key, the secondary windings of the current transformers of the second group are combined and connected to the second input of the control key, with which the trigger output is also connected, the control key is connected between the output of the driver the generator and the output of the output device, the outputs of which are connected to the control transitions of the forward and reverse valves. The drawing is a diagram of the inverter. The inverter contains two valve bridges consisting of direct valves 1–8, auxiliary valves 9–16, commutation capacitors 17 and 18, commutating chokes 19 and 20, and anode chokes 21–24 and 25–28. The load 29 is connected through the filter capacitor 30 in parallel to the valve MOCTeiM, which through the filter. chokes 31 and 32 are connected to the input pins. Parallel to the load, a series of additional capacitor 33 and additional valve 34 is connected in series, the common point of which is connected to the common load point and filter capacitor through the second additional valve 35. Parallel to capacitors 17. and 18, voltage suppressors 36 and 3 are connected, in series with which the primary windings of current transformers 38 and 39 are connected. The primary windings of the current transformers 40-43 are connected in series with the return valves 10, 12, 14 and 16. The setpoint generator 44 is connected via a controllable key 45 to the input of the output device 46. The secondary windings of the current transformers 38, 39 and 40-43 are connected to the inputs of the key 45, as well as the starting device 47. The inverter operates as follows. In the first cycle, the pulses of the output device 46 unlock the valves 1 and 2. The recharge current of the switching capacitor 17 flows through the circuit 17-19-2-22-29-30-21-1-17, thus forming the first half-cycle of the load current. In the second cycle, the non-return valves 15 and 16 are opened, the partial discharge current of the capacitor 18 flows through the circuit 18-20-15-27-39-29-28-42-16-18 and the second half-period of the load current curve is formed. In the subsequent cycles, the processes proceed in a similar way. When voltage is applied to the load 29 with positive polarity indicated in the drawing, the capacitor 33 is charged to a certain voltage, the polarity of which is also indicated on the drawing. When a negative voltage is added to the load 29, the larger half of the supply voltage, the capacitor 33 is partially discharged. As a result, with an increase in the load resistance with positive polarity of the voltage on the load, the load current additionally loops around the circuit 29-35-33-29, and with a negative - along the circuit 29-33-34-30-29. This ensures the limitation of both half-waves of the output voltage at the load at a level of 0.5-0.8 of the full supply voltage and the creation of normal conditions for switching the current of the valves, regardless of the load resistance. The degree of limitation is determined by the multiplicity of the capacitance of the capacitor 33 with respect to the capacitance of the capacitors 17 and 18. To prevent the non-switching of the non-return valves 9-16, at which dangerous overvoltage occurs, current transformers 40-43 are introduced into the inverter. If the check valves in the steady-state mode are normally unlocked, the secondary signals of the current transformers 40-43 are sent to enable control key 45, which gives permission for the formation of control pulses for valves 1-8 and 9-16. To start the inverter, a single enabling pulse is supplied to the input of the control key 45 from the output of the starter 47. If for any reason the non-return valves are not closed, the secondary windings of the current transformers 40-43 disappear from the unresponsive signals, and the control key 45 prohibits the generation of control pulses for inverter circuits. In the event of failure of the control system of the current of the check valves, which coincides with the non-switching mode of the inverse fans, overvoltage on the switch