SU907737A1 - Автономный инвертор - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может найти применение в качестве источника питани  потребителей с широким диапазоном изменени  частоты и мощности потребл емого тока, например, дл  питани  индукционных плавильных печей , в которых используетс  эффект электромагнитного перемешивани  расплава током низкой частоты.

Известны автономные инверторы, содержащие инвертирующие мосты с коммутирующими конденсаторами в диагонал х переменного -foKa, а также диодно-дроссельные цепочки, образующие с коммутирующими конденсаторами разр дные контуры, не содержащие нагрузку. Предварительный разр д коммутирующих конденсаторов через диодно-дроссельные цепочки позвол ет регулировать выходную мощность инверторов 1 и 2.

Однако диапазон регулировани  выходной мощности известных инверторов ограничен глубиной предварительного -разр да коммутирующего конденсатора, при которой сохран етс  коммутационна  устойчивость инвертора.

Наиболее близким к изобретению по технической сути  вл етс  преобразователь частоты , содержащий тиристорный инвертирующий мост с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, подключенный параллельно с цепочкой из последовательно соединенных коммутирующего дроссел , фильтрового конденсатора и выходных зажимов к зажимам посто нного тока мостового выпр мител  через входные дроссели в анодной и катодной цеп х, а также автотрансформатор , включенный в диагональ переменного тока моста, причем средн   точка обмотки автотрансформатора соединена с нулевым выводом вторичной обмотки J5 питающего трансформатора.

В этом преобразователе коммутирующий конденсатор предварительно разр жаетс  через автотрансформатор на последовательные диодно-дроссельные цепочки, элементами которых  вл ютс  диодь выпр мител  и входные дроссели, а затем перезар жаетс  через цепь нагрузки 3.

Однако глубина предварительного разр да коммутирующего конденсатора вли ет на коммутационную устойчивость инвертора

(с увеличением глубины разр да конденсатора коммутационна  устойчивость падает), что ограничивает глубину регулировани  выходной мощности преобразовател . Диапазон регулировани  выходной частоты известного преобразовател  ограничен установленной мощностью реактивных элементов коммутирующего контура и номинальной частотой автотрансформатора.

Цель изобретени  - расщирение функциональных возможностей инвертора за счет увеличени  глубины регулировани  выходной мощности и частоты.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в инверторе, содержащем тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, подключенный параллельно с цепочкой из последовательно соединенных коммутирующего дроссел  и разделительного конденсатора к зажимам источника посто нного тока через входной дроссель, автотрансформатор, крайние выводы обмотки которого включены в диагональ переменного тока моста, а средний вывод св зан с общей точкой двух последовательных диодно-дроссельных цепочек, соединенных последовательно и подключенных параллельно мосту, выходные выводы образованы средним выводом обмотки автотрансформатора и общей точкой диоднодроссельных цепочек.

При таком подключении нагрузки предварительный разр д коммутирующего конденсатора происходит через цепь нагрузки, а основной перезар д через цепь фильтрового конденсатора, не содержащую нагрузку . Измен   врем  предварительного разр да коммутирующего конденсатора можно регулировать выходную мощность инвертора . При этом нулевому времени предварительного разр да коммутирующего конденсатора соответствует нулева  мощность в нагрузке.

На фиг. 1 представлена принципиальна  схема регулируемого автономного инвертора; на фиг. 2 - осциллограммы импульсов управлени  ij, подаваемых на тиристоры инвертора (а), тока тиристоров ц (б) и тока в нагрузке i (в), в режиме регулировани  выходной мощности; на фиг. 3 - осциллограммы импульсов управлени , подаваемых на тиристоры инвертора iy (а) и тока в нагрузке 1„ (б) в режиме регулировани  выходной частоты

Регулируемый автономный инвертор содержит инвертирующий мост, выполненный на тиристорах 1-4 с коммутирующим конденсатором 5 в диагонали переменного тока, подключенный параллельно с цепочкой из последовательно соединенных разделительjHoro конденсатора б и коммутирующего дроссел  7 к зажимам источнику посто нного тока через входной дроссель 8, автотрансформатор 9, крайние выводы обмотки которого включены в диагонали переменного тока моста, две последовательные диодно-дроссельные цепочки, состо щие из диодов 10 и 11 и разр дных дросселей 12 и 13, включенные последовательно между верщинами моста, при этом выходные зажимы образованы средней точкой обмотки автотрансформатора и общей точкой диодно-дроссельных цепочек и к ним подключена нагрузка 14. Инвертор работает следующим образом. В установивщемс  режиме к начальному моменту времени включени  тиристора 1

разделительный конденсатор 6 зар жен до напр жени  источника питани , а коммутирующий конденсатор 5 зар жен до напр жени , пол рность которого показана на фиг. I. Напр жение конденсатора 5 равномерно делитс  по полуобмоткам автотрансформатора 9. При включении тиристора 1 в момент времени Ijo под действием напр жени  на левой по схеме полуобмотке автотрансформатора 9 в контуре 1-9-14-10- 12-1 протекает импульс тока в направлении

указанном на фиг. 1 стрелкой. При этом конденсатор 5 разр жаетс  цо цепи 5-9-5. В момент времени t с задержкой t|-1 включаетс  тиристор 3 и происходит коммутаци  тока с нагрузки 14 на тиристор -3

в интервале времени ti-t и далЬнейщий перезар д конденсатора 5 по цепи 5-3-7- 6-1-5. Процесс перезар да конденсатора 5 носит колебательный характер. В момент времени tj импульс тока перезар да конденсатора 5 происходит через нуль и тиристоры 1 и 3 включаютс . Затем в момент времени t включаетс  тиристор 2, а в момент времени t - тиристор 4. При этом.происходит аналогичный процесс перезар да коммутирующего конденсатора 5 и через нагрузку 14 в направлении, указанном на фиг. 1

.стрелкой протекает очередной импульс тока. К моменту времени te очередного включени  тиристора 1 заканчиваетс  полный цикл работы инвертора, в течение которого в нагрузке сформировалось два полных периода выходного тока.

Мощность в нагрузке определ етс  величиной интервалов времени t,-to и tg-t предварительного разр да коммутирующего конденсатора 5 через нуль нагрузки 14. Измен   врем  задержки включени  тиристора

3 относительно тиристора 1 и тиристора 4 относительно тиристора 2 можно регулировать мощность в нагрузке от номинального значени  до нул , когда тиристоры 1 и 3, 2 и 4 включаютс  одновременно.

В инверторе можно изменить направление тока в нагрузке 14, включа  предварительно тиристор 3 по отнощению к тиристору 1, а затем тиристор 4 по отнощению к тиристору 2. При этом ток в нагрузке 14 протекает в направлении, обратном указанному на фиг. 1 стрелкой, замыка сь через дроссель 13 и диод 11.

Измен   очередность предварительного включ1ени  тиристоров 1, 2 и 3, 4 периодически с низкой частотой можно сформировать в нагрузке кривую тока низкой частоты из полуволн тока номинальной частоты коммутирующего контура инвертора, а также улучшить гармонический состав кривой тока низкой частоты, измен   по гармоническому закону врем  предварительного разр да коммутирующего конденсатора в пределах каждого периода выходного тока низкой частоты, как показано на фиг. 3.

Использование предлагаемого инвертора позвол ет создать источники питани  с mHj роким диапазоном регулировани  выходной частоты и мощности, которые найдут применение дл  питани  индукционных плавильных печей с использованием эффекта электромагнитного перемешивани  расплава, а также других потребителей переменного тока .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 489186, кл. Н 02 М 7/515, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР

по за вке № 2872595/07, кл. Н 02 М 7/515, 1980.

Авторское свидетельство СССР по

о.

за вке № 2702735/07, кл. Н 02 М 7/515, 1978.

S

- II -1V

0/

7 f

р1/г. f f J 2 4 141

Фиг. Г J 2 37 2 J r 4 г f 4Z Ц1 HHt|t|t|t .