SU936297A1

SU936297A1 - Serial self-sustained inverter

Info

Publication number: SU936297A1
Application number: SU802904264A
Authority: SU
Inventors: Иршат Лутфуллович Аитов
Original assignee: Уфимский авиационный институт им.Орджоникидзе
Priority date: 1980-04-03
Filing date: 1980-04-03
Publication date: 1982-06-15

Description

(54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР(54) SEQUENTIAL AUTONOMOUS INVERTER

1one

Изобретение относитс к устройствам преобразовани посто нного тока в переменный, в частности дл индукционного нагрева металлов.The invention relates to devices for converting direct current into alternating current, in particular for the induction heating of metals.

Известен двухмостовый автономный инвертор, в котором нагрузка включена между вершинами мостов и к нагрузке накрест подключены два фильтровых конденсатора l.A two-bridge autonomous inverter is known, in which the load is connected between the tops of the bridges and two filter capacitors l are connected to the load crosswise.

Недостатками такого инвертора вл ютс повьииенна установленна мощность конденсаторов, невысока надежность из-за протекани больших разр дных токов фильтровых конденсаторов через тиристоры при срыве инвертировани .The disadvantages of such an inverter are the poor installed capacity of the capacitors, the low reliability due to the flow of large discharge currents of the filter capacitors through the thyristors when the inversion fails.

Известен также четырехмостовый автономный инвертор без конденсаторов фильтра, в котором нагрузка включена между вершинами двух групп мостов 2j.Also known is a four-bridge autonomous inverter without filter capacitors, in which the load is connected between the tops of two groups of bridges 2j.

Недостатками его вл ютс зависимость времени восстановлени напр жени , токов через тиристоры и встречные диоды от угла регулировани .Its disadvantages are the dependence of the voltage recovery time, the currents through the thyristors and the counter diodes on the control angle.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс последовательный автономный инвертор, содержащий четыре однофазных вентильных моста с коммутирующими LC-контурами The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a sequential autonomous inverter containing four single-phase valve bridges with commuting LC circuits

10 в диагонал х переменного тока, причем с выводом дл отрицательного зажима источника питани попарно св заны катоды первого и второго, третьего и четвертого мостов, а цепь 10 in the diagonal of an alternating current, the cathodes of the first and second, third and fourth bridges being connected in pairs with the output for negative clamping of the power source, and the circuit

15 нагрузки, имеюща среднюю точку, св занную с выводом дл положительного зажима источника питани , подключена„между анодными зажимами первого и четвертого мостов, а общие 15 loads, having a midpoint associated with a terminal for positive clamping the power source, are connected between the anode terminals of the first and fourth bridges, and the common

20 аноды указанных второго и третьего мостов подключены -к выводу дл положительного зажима источника питани 13 J. Недостатком этого инвертора вл етс необходимость выполнени среднего отвода нагрузки, что усложн ет устройство и снижает его надежность . Цель изобретени - упрощение и по вышение надежности устройства. Поставленна цель достигаетс тем, что в последовательном автономном инверторе, содержащем четыре однофазных вентильных моста с коммутирующими LC-контурами в диагона/1 х переменного тока, катоды первого и второго и соответственно третьего и четвертого которых соединены попарно и св заны с отрицательным вход ным выводом, причем цепь нагрузки включена между анодами первого и четвертого мостов, а также входные дроссели, последние выполнены двухсекционными со средними выводами, соединенными с соответствующими входными выводами, причем аноды вто рого и третьего мостов, катоды кото рых подключены к разным концам двух секционного входного дроссел соединены соответственно с анодами четвертого и первого мостов и други двухсекционным входнь1М дросселем. На фиг. 1 представлен инвертор, схема; на фиг. 2 - то же, вариант. Схема инвертора фиг. 1 состоит, из четырех вентильных мостов, кажды из которых содержит тиристоры t - 4 встречные диоды 5-8, коммутирующи конденсатор 9 и дроссель 10. Нагруз ка 11 включена между анодами первого , четвертого мостов и выводами двухсекционного дроссел 12. Такой же дроссель 13 включен между катода двух групп мостов. Средние отводы дросселей 12 и 13 подключены к исто нику посто нного- тока. Питание инвертора на фиг. 2 осуществл етс через один входной дрос сель 13 и питающие диоды 14 и 15Инвертор работает следующим образом . Вначале включаютс тиристоры 1 и первого и второго мостов и начинаетс колебательный переразр д комму тирующих конденсаторов 9 первого и второго мостов и разр д конденсаторов 9 третьего и четвертого мостов Переразр д конденсаторов 9 первого моста и разр д конденсатора 9 треть го моста происходит по замкнутому контуру, состо щему из тиристоров 1 и 3 дроссел 10 первого моста, нагрузку 11, встречных диодов 6 и 8 и дроссел 10 третьего моста. Также протекает колебательный процесс во втором и четвертом мостах, причем ток этих мостов протекает по нагрузке 1 1 в том же направлении, что и ток первого и третьего мостов. Ток нагрузки складываетс из токов всех мостов. . В следующий момент времени включаютс тиристоры 1 и 3 третьего и четвертого мостов и одновременно еще провод т ток тиристоры 1 и 3 первого и второго мостов. Токи этих мостов в течение времени, определ емого углом коммутации, направлены встречно и когда они станов тс равными, гаснут тиристоры и 3 первого и второго мостов и включаютс их встречные диоды 5 и 7- При этом ток нагрузки течет в обратном направлении. В следующие моменты времени соответственно включаютс тиристоры 2 и k первого и второго мостов, затем 2 и k третьего и четвертого мостов. При этом ход процесса в указанных интервалах времени аналогичен указанному . На этом заканчиваетс полный цикл работы вентилей инвертора, после чего процесс повтор етс снова . В течение полного цикла работы инвертора через нагрузку протекает ток, который имеет частоту в два раза выше, чем частота тиристоров и встречных диодов. Регулирование мощности (напр жени ) осуществл етс от О до 100 путем сдвига фазы управл ющих импульсов , подаваемых на тиристоры второго и четвертого мостов относительно тиристоров первого и третьего мостов на угол О - 180эл.град. В результате ток в нагрузке (а значит и напр жение), представл ющий собой геометрическую сумму колебательных токов всех мостов измен етс от номинального- значени до нул . Принцип действи инвертора на фиг.2 такой же, что и инвертора, изображенного на фиг. 1, но и в отличие от него параллельно нагрузке встречно включены два вентил , обща точка которого присоединена к плюсовой шине питани , что позвол ет исключить второй входной дроссель.20, the anodes of these second and third bridges are connected to the output for positive clamping the power supply 13 J. The disadvantage of this inverter is the need to perform an average load drop, which complicates the device and reduces its reliability. The purpose of the invention is to simplify and improve the reliability of the device. The goal is achieved by the fact that in a sequential autonomous inverter containing four single-phase valve bridges with commuting LC circuits in diagon / 1 x AC, the cathodes of the first and second and, respectively, the third and fourth, are connected in pairs and are connected to a negative input terminal, moreover, the load circuit is connected between the anodes of the first and fourth bridges, as well as the input chokes, the latter are made in two sections with average leads connected to the corresponding input leads, and The anodes of the second and third bridges, the cathodes of which are connected to different ends of two sectional entrance throttles, are connected respectively to the anodes of the fourth and first bridges and other two-section inlet throttles. FIG. 1 shows an inverter circuit; in fig. 2 - the same, option. The inverter circuit of FIG. 1 consists of four valve bridges, each of which contains thyristors t - 4 counter-diodes 5-8, switching capacitor 9 and choke 10. A load 11 is connected between the anodes of the first, fourth bridges and the leads of a two-section choke 12. The same choke 13 is turned on between the cathode of two groups of bridges. The middle taps of the inductors 12 and 13 are connected to the DC source. The inverter power supply in FIG. 2 is carried out through one input cutter 13 and the supply diodes 14 and 15. The inverter operates as follows. First, the thyristors 1 and the first and second bridges are switched on, and the oscillating re-discharge of the switching capacitors 9 of the first and second bridges and the discharge of the capacitors 9 of the third and fourth bridges begin. The re-discharge of the capacitors 9 of the first bridge and the discharge of the capacitor 9 consisting of thyristors 1 and 3, Drossel 10 of the first bridge, load 11, counter diodes 6 and 8, and Drossel 10 of the third bridge. An oscillating process also takes place in the second and fourth bridges, and the current of these bridges flows through the load 1 1 in the same direction as the current of the first and third bridges. The load current is made up of the currents of all bridges. . At the next point in time, the thyristors 1 and 3 of the third and fourth bridges are turned on and at the same time the thyristors 1 and 3 of the first and second bridges are still flowing. The currents of these bridges during the time determined by the switching angle are directed oppositely and when they become equal, the thyristors and 3 of the first and second bridges go out and their counter diodes 5 and 7 turn on. The load current flows in the opposite direction. At the following times, the thyristors 2 and k of the first and second bridges are turned on, respectively, then 2 and k of the third and fourth bridges. In this case, the process in the specified time intervals is similar to the specified. This ends the full cycle of operation of the inverter valves, after which the process is repeated again. During the full cycle of the inverter, a current flows through the load, which has a frequency twice as high as the frequency of the thyristors and counter diodes. The power (voltage) is controlled from 0 to 100 by shifting the phase of the control pulses applied to the thyristors of the second and fourth bridges relative to the thyristors of the first and third bridges by an angle of O = 180el.grad. As a result, the current in the load (and hence the voltage), which is the geometric sum of the oscillatory currents of all bridges, varies from nominal value to zero. The principle of operation of the inverter in FIG. 2 is the same as that of the inverter shown in FIG. 1, but in contrast to it, parallel to the load, two valves are connected in the opposite direction, the common point of which is connected to the positive power bus, which makes it possible to exclude the second input choke.

За счет такого включени мостов отпадает необходимость в среднем отводе нагрузки, а врем восстановлени тиристоров всех мостов остаетс посто нным во всем диапазоне регулировани . Токи, протекающие через тиристоры, встречные диоды и напр жени на них также не измен ютс при регулировании и определ ютс лишь величиной сопротивлени нагрузки . Все это позвол ет упростить и значительно повысить надежность инвертора при глубоком регулировании мощности fнaпp жeни J.Due to this inclusion of bridges, there is no need for an average load removal, and the recovery time of the thyristors of all bridges remains constant throughout the entire control range. The currents flowing through the thyristors, the counter diodes and the voltage across them also do not change during regulation and are determined only by the magnitude of the load resistance. All of this allows us to simplify and significantly increase the reliability of the inverter with deep power control of J-J.

Claims

Invention Formula

A sequential autonomous inverter containing four single-phase valve bridges with commutating 1C-circuits in the diagonal of alternating current, cathodes pervog; r and the second and third and fourth bridges respectively are connected by noqapHo and are connected

with a negative input terminal, and anodes with a positive input terminal, the load circuit being connected between the anodes of the first and fourth bridges, as well as input chokes, characterized in that, in order to simplify and increase reliability, the input chokes are made in two sections with average leads, connected with the corresponding input terminals, the anodes of the second and third bridges, the cathodes of which are connected to different ends of the two-section input choke, are connected respectively to the anodes of the fourth and first bridges and another two-piece input choke.

Sources of information taken into account in the examination

t, USSR Author's Certificate No. it86 39, Cl. H 02 M 5L2, 1971.

2. USSR author's certificate number 399038, cl. H 02 M, 1973.

3. USSR author's certificate No. 6l3it63, cl. H 02 M 7/515, 1978.

1 f VA-xAA o

"