SU930541A2 - Последовательный инвертор - Google Patents

Description

(54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ lOIBEPTOP

1

.Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может использоватьс , например, дл  питани  индукционных плавильных печей.i

Поосновному авт. св. № 797027 известен последовательный инвертор, содержащий св занные с входными выводами через дроссели фильтра две последовательные цепочки, состо щие кажда  из двух пар встречно-параллельно , соединенных вентилей, причем точка соединени .пар вентилей каждой цепочки подключена к соответствук цему выходному выводу, а также коммутирукмдие дроссели и комму тиру- ющие конденсаторы, при этом точки соединени  подключенных к одноименному входному выводу фильтровых дросселей с последовательными цепочками св заны собой через соответствующие последовательно соединенные коммутирующий дроссель и коммутирующий коиденсачор

Однако при работе данного инвертора в моменты выключени  обратных вентилей на них возникают пики напр жени , способные вызвать пробой вентилей , что вынуждает шунтировать каждый вентиль защитной КС-цепочкой, снижакщей эти пики. Наличие четырех защитных цепочек усложн ет схему и снижает ее надежность.

Цель изобретени  - повьшение наде кности .

Дп  этой цели последовательный инвертор, содержащий св занные со входными выводами через дроссели фильтра две последовательные цепочки, состо щие, кажда  из двух пар встречно-параллельно соединенных вентилей, причем точка соединени  пар вентилей каждой цепочки подключена к соответствующему выходному выводу, а также коммутирующие дроссели и коммутирующие конденсаторы, при этом точки соединени  подключенных к одноименному входному выводу фильтровых дрос3 селей с последовательцыми цепочками свл аш, между собой через соответствующие последовательно соединенйые коммутирующий дроссель и коммутирующир конденсатор, снабжен двум  защитными КС-цепочками, кажда  из которых подключена к выводам двух пар встречно-параллельно соединенных вентилей, другие выводы которых соединены между собой. На фиг.1 изображена принципиальна  электрическа  схема инвертора; на фиг. 2 (а-г) - временные диаграммы токов вентилей пар и напр жений на них. Последовательный инвертор содержит четыре пары встречно-параллельн соединенных вентипей 1и 2, 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8, дроссели фильтра 9-12 коммутирующие конденсаторы 13 и 14, коммутирующие дроссели 15, 16, нагрузку 17 и две защитные КС-цепочки: резистор 18 - конденсатор 19 и резистор 20 - конденсатор 21. Вентильные пары объединены в депочки по две пары в каждой 1 и 2 7 и 8, а также 5 и 6 - 3 и 4, кажда цепочка через дроссели фильтра 9 и 10, П и 12 подключена к полюсам источника питани , нагрузка 17 п.одключена меходу общими точками вентил ных пар, а последовательные колебательные контуры, образованные конде сатором 13 - дроссеугем 15 и конденсатором 14 - дросселем 16 включены между выводами двух фильтрующих дро селей, другими выводами св занными с одним выводом источника питани . Перва  защитйа  RC-цепочка (18-19) подключена к выводам последовательной цепочки, состо щей из вентильны пар 1 и 2 - 7 и 8, а втора  (20-21) к выводам последовательной цепочки из вентильных пар 5и 6 - 3 и 4. Инвертор работает следующим образом . Управл ющие импульсы поступают поочередно сначала на вентили 1 и 3, а потом на вентили 5 и 7, что приво дит к формированию соответственно положительной и отрицательной полуволн тока нагрузки 17. Величина индуктивности дросселей 9-12 выбрана достаточно большой, поэтому инверто работает в режиме непрерывного вход ного тока, т.е.- ток в фильтрующих дроссел х близок к посто нному. На фиг. 2а приведен график ток i вентильных пар 1-2 и 3-4, на фиг. график тока i вентильных пар 5-6 и 7-8, на фиг. 2в,г - график напр жени  и соответственно на вентильных парах 4-2, 3-4, и 6-5, 7-8 в установившемс  режиме работы инвертора. На графиках (фиг. 2) показано, что в момент tg, когда ток фильтрующий дроссель проходит через управл емые вентили 5 и 7, включаютс  управл емые вентили 1и 3. Конденсаторы 13 и 14, предварительно зар женные током дросселей 9 и 12 напр жением пол рности, показанной на схеме , перезар жаютс , первый - по контуру конденсатор 13 - дроссель 15 вентиль 1- нагрузка 17 вентиль 5 конденсатор 13 второй - по контуру ковденсатор 14 - дроссель 16 - тиристор 7 - нагрузка 17 - вентиль 3 - конденсатор 14. В момент t, когда токи в вентиль11ых парах 5-6 и 7-8 переход т через нуль, вентили 5 и 7 выключаютс  и вплоть до момента 11}. протекает обратна  полуволна тока через вентили 6 и 8, к пр мым вентил м 5 и 7 вплоть до момента tj прикладываетс  напр жение, равное алгебраической сумме мгновенных значений напр хсений на соответствующем коммутирующем контуре и нагрузке (фиг.2в) 17. Б интервале времени tp-t через вентили 1 и 3 протекает ток дросселей 9 и 12, а ток дросселей Пи 10 зар жает конденсаторы 13 и 14 напр жением обратной пол рности. В момент ts поступает управл ющий  мпульс по вентил м 5 и 7, после чего происходит процесс формировани  второй полуволны ТОК4 нагрузки, вследствие симметрии схемы аналогичной процессу формировани  первой .полуволны. При этом в момент t пр мые вентили 1 и 3 выключаютс  и в течение времени tj-t провод т обратные вентили 2 и 4. Начина  с момента t,, вновь включаютс  вентили 1;и 3, и процессы в схеме повтор ютс . Как ввдно из графиков (фиг. 2в и фиг. 2г), в моменты выключени  обратных вентилей 1пИ ty к соответству а1цим пр мым вентил м прикладываютс  импульсы напр жени  с высокой скоростью нарастани . Кроме того вследствие немгновенности выключени , свойственной реальным полупроводниковым вентил м - диодам и тиристорам - в момент выключени  обратного вентил  ток в нем еще некоторое врем  протекает в обратном

5

направлении, а после рассасывани  из полупроводниковой структуры накопленных носителей зар да - резко спадает до нул , что приводит к возникновению ЭДС самоиндукции.в коммутируищих дроссел х 15 и 16 и прикладыванию к пр мым вентил м пиков перенапр жений (см, пунктир на фиг. 2), способных протести к пробою вентилей Дл  исключени  такой возможности в известных устройствах прибегают к шунтированию каждого вентип  защитной кС-цепочкой. В данной схеме защитные цепочки подключены не параллельно каждому вентилю, а к выводам двух пар встречно-параллельно соединенных вентилей , другие выводы которых соединены между собой, т.е. к выводам вентилей 1-2 и 7-8 - цепочка (резистор 18, конденсатор 19-), а к выводам вентилей 5-6 и 3-4 - цепочка (резистор . 20, конденсатор 21).

Специфической особенностью данного инвертора  вл етс  то, что в любой момент времени одна из указанных пар (верхн   либо нижн   по схеме) находитс  в провод щем состо нии, чтохорошо видно и из графиков (фиг; 2). Поэтому защитные RC-цепочки всегда оказываютс  подключенными через про- вод щую пару вентилей к непровод щей и эффективно демпфируют перенапр жение , возникающие на последней при выключении ее обратного вентил . Напри16

мер, в момент tr защитна  цепочка (резистор 18, конденсатор 19) ограничивает амплитуду и скорость нарастани  напр жени  на вентил х 1-2, а защитна  цепочка (резистор 20, конденсатор 21} - на вентил х 2-4, поскольку в этот момент вентили 5 и 7 включены.

Использование предложенной схемы позвол ет вдвое сократить количество защитных RC-цепочеку что упрощает конструкцию преобразовател  и повышает его надежность.

В св зи с заменой четырех цепочек двум  упрощаетс  система охлаждени  резисторов, что также повьппает надежность устройствб1.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР t 797027,. кл. Н 02 М 7/515, 1978. |..onrv „ -T-J- O. ./YW

-ex

Фиг.1 || I Ос .

trt, it