SU877746A2 - Независимый инвертор - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к вентильной преобразовательной технике и предназначено дл  необратимого преобразовани  посто нного тока в переменный ток. Инвертор предназначаетс ., дл  использовани  в преобразовател х частоты и может быть применен .дл  питани  током высокой частоты однофазной переменной нагрузки, например индукционной нагревательной установки дл  стали, эквивалентное сопротивление которой, как известно, в процессе нагрева стальной заготовки измен етс  в широких пределах.

По основному авт.св. 235177 изгвестен инвертор, выполненный по одномостовой схеме. В каждом плече моста включены тиристоры, зашунтированные встречно-параллельными диодгили. В диаговаль переменного тока моста включены последовательно соединенные коммутирующие конденсатор и .дроссель , а в д1 агональ посто нного тока - последовательно соединенные фильтровый С раз делительный) конденсатор и нагрузка. Вентильный мост диагональю посто нного тока подключен к источнику питани  через фильтровый дроссель l.Инвертор устойчиво работает лишь на нагрузку, сопротивление которой измен етс  до некоторой номинальной величины. При увеличении сопротивлени  нагрузки сверх номинальной величины значительно снижаетс  врем , представл емое в схеме дл  восстановлени  управл емости тиристоров. Если это врем  недостаточно дл  вос10 становлени  их управл емости, то происходит срыв инвертировани  и инвертор перестает работать. Из теории инверторов с вентилем встречно-параллельного включени  известно, что они

15 устойчиво работают, если амплитуда

выходного напр жени  в контуре тока , не превышает величины примерно 0,60 ,7 от напр жени  источника питани , что имеет место при номинальной величине сопротивлени  нагрузки. Если

20 сопротивление нагрузки возрастает номинального, то также возрастач ет выходное напр жение инвертора, и. существенно снизитс  врем  дл  восстановлени  управл емости тиристоров . Чтобы ограничить снижение времени дл  восстановлени  управл емости , необходимо ограничить рост амлитуды выходного напр жени  инвертора не выше рекомендуемого уровн 

0/6-0,7 от напр жени  источника питани ,

Часто нагрузка, включенна  последовательно с фильтровым (разделительным конденсатором, представл ет собой колебательный контур. Такой вид нагрузки встречаетс  наиболее часто,-например индукционна  нагревательна  установка, в которой индуктор зашунтирован компенсирующим конденсатором, или магнитострикционный преобразователь, также зашунтированный компенсирующим конденсатором .

Цель изобретени  - увеличение надежности работы инвертора при перегрузке,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что инвертор снабжен двум  дополнительными дроссел ми, вентилем и двум  компенсирующими конденсаторами , первый из которых включен в диагональ посто нного тока моста пос ледовательно с нагрузкой, а второй параллельно цепочке из нагрузки и указанного первого конденсатора, к точке соединени  которых подключен анод вентил , катодом соединенного с анодной группой тиристоров моста, причем каждый компенсирующий конденсатор зашунтирован дополнительным дросселем.

На чертеже приведена схема независимого инвертора.

Инвертор,содержит вентильный мост на тиристорах 1-4 и встречнопараллельных вентил х (диодах) 3-8. В.диагональ переменного тока включены последовательно соединенные коммутирующие конденсатор 9 и дроссель 10. Мост подключен к входным, выводам через дроссель 11, В диагональ пос-то нного тока моста через фильтрованный ( разделительный конденсатор 12 включен нагрузочный колебательный контур из активно-индуктивного элемента 13 и компенсирующих конденсаторов 14 и 15, точка соединени  которых подключена к катодной группе тиристоров моста. Активно-индуктивный элемент 13 контура нагрузки и фильтровый конденсатор 12 зашунтированы вентилем 16, Конденсаторы 14 и 15 зашунтированы дроссел ми 17 и 18, .

Инвертор работает следующим образо{4 .

От источника посто нного тОка через ,фильтровый дроссель 11, через 13 и дополнительные дроссели 17 и 18 зар жаетс  фильтровый конденсатор 12, Тиристоры 1 и 4, 2 и 3 при работе инвертора отпираютс  поочередно, при этоМ через конту инвертора протекают импульсы- высокочастотного тока, выдел   в контуре нагрузки полезную мощность. При отпирании , например, тиристоров 1 и 4 высокочастотный импульс тока протекает снизу вверх,После прекращени  импульса тока через пр мые вентили 1 и 4 провод т ток встречно-параллельные вентили 8 и 5, При этом за счет частичного разр да коммутирующего конденсатора 9 высокочастотный импульс тока протекает по цепи: 95-12-13 ,14,15-8-10-9, Через нагрузочный контур из элементов 13, 14,

15импульс тока протекает сверх вниз т,е, вобратную сторону. Затем отпираютс  очередные пр мые вентили (тиристоры) 2 и 3 и через них протекает очередной пр мой импульс тока по цепи: 12-2-10-9-3-13,14,15-12. Через нагрузочный контур этот импульс снова протекает снизу BBegx, После прекращени  пр мого импульса тока через тиристоры 2 и 3 провод т ток встречно-параллельные вентили.6 и 7, при этом высо1 рчастотный импульс ток протекает по цепи: 9-10-6-12-13,14,157-9 . Через нагрузочн лй колебательный контур этот импульс тока протекает снова сверху вниз. Далее процесс повтор етс  аналогичным образом, а чере нагрузочный колебательный контур из элементов 13-15 протекает переменный высокочастотный ток,

Описанный электромагнитный про цесс протекает в инверторе в том случае , если сопротивление нагрузки измен етс  в пределах от нул  {режим возможного короткого замыкани  нагрузки ) до некоторой номинальной величины .

Применение в инверторе нагрузочного колебательного контура из активноиндуктивного элемента 13 и двух ком пенсирующих конденсаторов 14 и 15, общие выводы которых соединены с выходным зажимом моста, позвол ет увелчить напр жение на активно-индуктивном элементе 13, в то врем  как выходное напр жение инвертора остаетс  относительно низким, в пределах допустимой нормы.

Если напр жение на активно-индуктивном элементе 13 становитс  по амплитуде больше напр жени  источника питани , т,е, больше напр жени  на фильтровом конденсаторе 12, то отпираетс  дополнительный вентиль

16и дальнейший рост напр жени .на элементе 13 прекращаетс . При этом суммарное напр жение на элементе 13 и компенсирующем конденсаторе 15 не должно превышать по амплитуде уровн  0,6-0,7 от напр жени  источника питани , что необходимо дл  устойчивой работы инвертора, когда сопротивление элемента 13 измен етс  от номинальной величины в сторону увеличе- , ни , вплоть до бесконечности (такой случай имеет место, например, при индукционном нагреве, когда индуктор пуст). Рекомендуемый уровень выходного напр жени  инвертора 0,Б-0,7 от входного достигаетс  выбором соотношени  величины компенсирукидих конденсаторов 14 и 15, включенных в нагрузочном колебательном контуре последовательно.

Чтобы Исключить позар д конденсаторов 14 и 15 посто нным током чере вентиль 16, каждый конденсатор зашунтирован дополнительным дросселем 17 и 18, ,

Инвертор работоспособен при питании резкопеременной нагрузки, сопротивление которой может измен тьс  о нул  (короткое замыкание) до бесконечности (индуктор пуст). Индуктор бывает пустым, например, при циклическом нагреве стальнь1х заготовок во врем  замены гор чей заготовки на холодную. Инвертор нет необходимости выключать на врем  замены заготовок, что упрощает его эксплуатацию . Улучшенные технические характеристики инвертора расшир ют область его применени . Крометого , может быть увеличена средн   выходна  мощность инвертора, так как он остаетс  работоспособным при перегрузках, что повышает производительность питаемых от инвертора, установок.

Независимый инвертор может найти применение во вновь разрабатываемых преобразовател х частоты, предназначаемых дл  питани  индук ционных нагревательных установок, например , на автомобильных или машиностроительных заводах.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР №235177, кл. Н 02 М 7/48, 1967.