Последовательный тиристорный инвертор

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик(5 т)М. Кл. Н 02 М 7/515 Гасумрстеевв кемитет СССР ло илам ктабретеккй к вткрмтнй(72) Авторы изобретения Л. И 1) Заявительо ий авиационный институт и оникидфе ЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ТИРИСТ ОРНЫЙ ИНВЕРТОР 54) ер точнь Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и моюкет быть применено в устройствах индукционного нагрева и плавки металла.5По основному авт. св, И 547019 известен последовательный тиристорный инвертор, состоящий из мостовых преобразовательных ячеек с коммутирующими конденсаторами в диагонаЛях, причем цепь нагрузки включена последовательно с конденсатором фильтра и коммутирующим дросселем, а к общей точке соединения последних подключен анод диода, катод которого подключен к положитель ному зажиму источника питаниямиЦ.Недостатком данной схемы инвертора является невозможность бесконтактного отключения цепи сброса энергии на фильтровый конденсатор при больших значениях 2 о активного сопротивления нагрузки, достатх для, так называемого, самоогра-.ения раскачки напряжения на элемен тах схемы инвертора и при отсутствии цепи сброса энергии.Наличие этой цепи при величинах активного сопротивления нагрузки больших некоторого критического значения, обусловливает внутреннюю циркуляцию энергии в схеме, вызывающую дополнительную непроизводительную загрузку вентилей и снижающую КПД инвертора.Цель изобретения - повышение КПД.Поставленная цель достигается тем, что в последовательный тиристорный инвертер введены последовательно соединенные датчик напряжения, выпрямитель, фильтр, пороговое устройство, ген атор импульсов, блок включения и дополнительный источник питания, подключенный к обмотке управления магнитного усилителя, причем его рабочая обмотка включена последовательно с диодом, а вход датчика напряжения подключен к выводам коммутирующего дросселя.3 10032На чертеже приведена электрическаясхема последовательного тиристорногоинвертора.Последовательный тиристорный инвертор состоит из двух мостовых ячеек1 и 2 (тиристоры 3 - 6 ячейки 1 итиристоры 7 - 10 ячейки 2) с коммутирующими конденсаторами 11 и 12 в диагоналях переменного тока, подключенныхчерез входной дроссель 13 к источнику 1014 литания, зашунтированному фильтровым конденсатором 15; причем цепь 16нагрузки включена последовательно с раз.делительным конденсатором 17 и коммутирующим дросселем 18, а образованная 15последовательная цепочка через входнойдроссель 13 подапочена к фильтровомуконденсатору 15, диода 19, магнитногоусилителя 20, рабочая обмотка 21 которого образует с диодом 19 последователь 20ную цепь, подключенную катодом диода19 к положительному зажиму источника14 питания и одним из выводов рабочейобмотки 21 к общей точке соединениякоммутирующего дросселя 18 и разделительного конденсатора 17, при этом куправляющей обмотке 22 магнитного усилителя 20 подключены дополнительныйисточник 23 питания с устройством 24включения и отключения, а к зажимамкоммутирующего дросселя 18 присоединен датчик 25 напряжения,выход которого через выпрямитель 26, фильтр 27,пороговое устройство 28 и генератор 29импульсов подключен к входу блока 24включения и отключения,35Предлагаемый инвертор в квазиустановившемся режиме работает следующимобразом.фильтровый конденсатор 15, раздели 40тельный конденсатор 17 нормально заряжены до. напряжения источника 14 питания,Пусть коммутирующие конденсаторы11 и 12 имеют полярность. напряжения,45указанную на фиг. 1.При включении тиристоров 3 и 5ячейки 1 и дополнительного источника23 питания происходит колебатегц.ныйперезаряд коммутирующего конденсатора11 по цепи: разделительный конденсатор17, тиристор 3, коммутирующий конденсатор 11, тиристор 5, нагрузка 16, коммутирующий дроссель 18, разделительныйконденсатор 17.При переходе тока тиристоров 3 и 5через максимальное значение полярность.напряжения на коммутирующем дросселе18 меняется на противоположную и, как 75 4только напряжение на дросселе 18 станет выше суммарного напряжения нагрузки 16, фильтрового конденсатора 15 и рабочей обмотки 21 магнитного усилителя 20 включается диод 19, сбрасывая излишнюю энергию с коммутирующего дросселя 18 и нагрузки 16 на фильтровый конденсатор 15.В момент включения диода 19 ток коммутирующего конденсатора 11 сразу прерывается и напряжение на нем фиксируется, ограничивая рост напряжения на элементах схемы. После израсходования запаса электромагнитной энергии коммутирующим дросселем 18 диод 19 выключается. Далее аналогично работают тиристоры 7 и 9 ячейки 2, затем тиристо ры 4 и 6 ячейки 1 иэаканчивается полный цикл работой тиристоров 8 и 10 ячейки 2.Таким образом, в течение полного цикла работы всех вентилей инвертора в нагрузке получают четыре полных периода тока высокой частоты.При работе инвертора на нагрузку, изменяющую в широком диапазоне свои параметры (например, индуктор тигельной сталеплавильной печи или индуктор для методического нагрева кузнечных заготовок), имеются режимы (сопровождающиеся увеличением эквивалентного активного сопротивления нагрузки и повышением напряжения на элементах схемы), когда большая часть мощности расходуется в нагрузке (это режимы в конце плавки или при выходе заготовок из индуктора) и дополнительно сбрасывать энергию с коммутирующего дросселя на фильтровый конденсатор не надо. Если производить такой сброс, то КПД инвертора снижается, так как часть мощности отводится от нагрузки.Для устранения указанного недостатка контролируют напряжение на коммутирующем дросселе 18, выпрямителе 26, фильтруют с помощью фильтра 27 и как только это напряжение достигает заданного уровня (при котором налряжения на вентилях не превышают номинального) срабатывает пороговое устройство 28, запуская генератор 29 импульсов. Поспедний, воздействуя на блок 24 включения и отключения, отключает дополнительный источник 23 питания, При выключении дополнителнного источника 23 питания возрастает индуктивность рабочей обмотки 21 магнитного усилителя 20, отключая тем самым цепь сброса излишней энергии.5 1003275 бф о р м у л а и з о б р е т е н и я ченный к обмотке управления магнитногоПоследовательный тиристорный инвер- усилителя, причем его рабочая обмоткатор по авт. св.547019, о т л и -включена последовательно с диодом, ач а ю щ и й с я тем, что, с целью новы вход датчика напряжения,. подключен кщения КПД, в него введены последователь-выводам коммутирующего дросселя.но соединенные датчик напряжения,выпря- Источники информации,митель, фильтр, пороговое устройство, принятые во внимание при экспертизегенератор импульсов, блок включения и 1. Авторское свидетельство СССРдополнительный источник питания, подклю- .547719, кл. Н 72 М 7/515, 1974.. Юско ороль каз 1584/42 ВНИИП и 11303ираж 685 Государственного ко делам изобретений и Москва, Ж, Ра одписное митета СССР открытий ушская наб., д. 4