Преобразователь переменного тока в переменный

(5) Н 02 М 5/4 госуддРствекный Комитет сссрпо делАм изОБРетений и Отнрытий 4ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ;:;,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУЯ енъ(72) В.В, Шипицын, В.С. Ухов, В.И. Лузгин, А.А. Новиков, В.А. Чижевский, С,В. Житов и Л.И. Фаерман (71) Уральский ордена Трудового Крас ного Знамени политехнический институт им. С.М. Кирова и Центральный научно-исследовательский институт материалов и технологии тяжелого и транспортного машиностроения (53) 621.314.3(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР Иф 535695, кл. Н 03 М 7/515, 1973.Авторское свидетельство СССР В 425284, кл. Н 02 М 5/42, 1971.Авторское свидетельство СССР В 714599, кл. Н 02 М 7/513, 1978. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПЕРЕМЕННЫЙ, содержащий подключенный к выводам выпрямителя через дроссели фильтра тиристорный мост с коммутирующж конденсатором в диагонали переменного тока и две последовательные цепочки, первая из которыхсостоит из дросселя и разделительногоконденсатора, а вторая - из второгоразделительного конденсатора, подключенного к первому выводу тиристорногомоста, и цепи нагрузки, а также двавентиля, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью упрощения за счетисключения дросселя и вентиля, онснабжен третьим разделительным конденсатором, включенным во вторую последовательную цепочку между вторымвыводом тиристорного моста и цепьюнагрузки, выводы которой соединены ссоответствующими разноименными элект.родами вентилей, другие электродыкоторых подключены к концам первой Сффпоследовательной, цепочки, включенноймежду введенными промежуточными выводами дросселей фильтра, а в качестве дросселя указанной цепочки использован дроссель насыщения.Изобретение относится к устройст вам преобразователей техники и предназначено для питания током повышен ной частоты однофазной активно-индуктивной нагрузки, например, ин дукционной плавильной печи или индукционной нагревательной установки.Цель изобретения - упрощение пу" тем исключения дросселя и вентиля.На фиг.1 приведена схема устрой О ства; на Фиг.2 - диаграммы токов через тиристоры и через нагрузку в Функции времени, иллюстрирующие принцип работы устройства в номинальном режиме. 15Преобразователь содержит выпрямитель 1, питаемый от трехфаэной сети переменного тока. К выпрямителю через дроссели 2 и 3 Фильтра подключен, инверторный мост, выполненный на тиристорах 4-7. В диагональ переменного тока моста включен коммутирующий конденсатор 8, а параллельно мосту- первая последовательная цепочка из двух разделительных конденсаторов 9 и 10 и нагрузки 11. Между промежуточными выводами дросселей фильтра включена вторая последовательная цепочка из дросселя 12 и разделительного конденсатора 13, Выводы активно-З 0 индуктивной нагрузки через вентили 14 и 15 соединены с промежуточными выводами дросселей фильтра.Устройство работает следующим образом. 35Предварительно заряжаются от выпрямителя через индуктивные элементы 2, 3 и 12 конденсатор 13 и конденсаторы 9 и 10, причем последние заряжаются до половины напряжения источ ника питания, Тиристоры 4, 7 и 5, 6отпираются попарно-поочередно. В номинальном режиме при отпирании, например; тиристоров 4 и 7 в контуре инвертора в колебательном режиме протекает импульс тока по цепи: конден-. сатор 9, тиристор 4, конденсатор 8, тиристор 7, конденсатор 10, активно- индуктивная нагрузка 1 1, конденсатор 9. После окончания колебательного 50 процесса тиристоры 4 и 7 самостоятельно выключаются, После некоторой бестоковой паузы отпираются очередные тиристоры 5 и 6, и через них протекает тоже в колебательном режиме 55 очередной импульс тока цо цепи: конденсатор 9, тиристор 5, конденсатор 8, .тиристор,б, конденсатор 10, актив. но-индуктивная нагрузка 11, конденсатор 9, После окончания импульса тока тиристоры 5 и 6 выключаются. После бестоковой паузы вновь отпираются тиристоры 4 и 7 и процесс повторяется аналогичным образом.Всякий раэ импульсы тока протекают через нагрузку 11 снизу вверх, при этом частично разряжаются разделительные конденсаторы 9 и 10. Ток заряда этих конденсаторов также протекает через нагрузку 11, но в обратную сторону, т,е. сверху вниз, Таким образом, через активно-индуктивную нагрузку протекает переменный ток, частота которого определяется частотой отпирания тиристоров моста. При этом длительность импульсов тока в цепи тиристоров определяется собственной частотой контура коммутации ,инвертора, состоящего из последовательно соединенных конденсаторов 8, 9 и 10 и активно-индуктивной нагрузки 11, а длительность минимально допустимой бестоковой паузы определяется минимально необходимым временем, предоставляемым в схеме для восстановления управляемости тиристоров.На диаграммах (фиг.2) обозначено; х 4, - ток через тиристоры 4 и У; х, - ток через тиристоры 5 и 6;- ток через активно-индуктивную нагрузку 11, С- длительность бестоковой паузы; Т - период выходной частоты преобразователя.При резко переменной нагрузке, например индукционная плавильная печь для черных металлов, активная и индуктивная составляющие сопротивления нагрузки 11 изменяются в значительных пределах. При этом меняется как собственная частота контура коммутации, так и величина напряжения на всех элементах контура, в том числе и на активно-индуктивной нагрузке 11, Изменение собственной частоты контура коммутации приводит к изменейню длительности бестоковой паузы, Поддержание требуемой бестоковой паузы легко достигается регулирова" нием частоты отпирания тиристоров инверторного моста. Существенное уменьшение активной составляющей сопротивления нагрузки 11 могло бы привести к многократным перенапряжениям в схеме.Чтобы исключить возможные пере" напряжения, параллельно нагрузке 11Составитель И. Жеребинк Техред С.Легеза В рректор В. Гирняк еда аказ 2158/42 Подписноетв ССР Тираж 646 ВНИИПИ Государс по делам изоб 13035, Москва, енного комитета С тений и открытий -35, Раушская наб4/ атент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и подключена цепь из последовательносоединенных вентилей 14 и 15, дросселя насыщений 12 и конденсатора 13Как только напряжение на активиоиндуктивной нагрузке 11 превзойдетпо величине напряжение на конденсаторе 13, отпираются вентили 15 и 14и через них течет обратный ток откоммутирующего контура (от активноиндуктивной нагрузки 11) в источникпитания (в цепь конденсатора 13 через нелинейный дроссель 12). Приэтом прекращается дальнейший рост 1150712 4напряжения как на активно-индуктивной нагрузке 11, так и на всех элементах коммутирующего контура, втом числе и на тиристорах инверторного моста, Величина уровня ограничения напряжения устанавливаетсяпутем подбора параметров нелинейногодросселя 12. Чем дольше перемагничивается сердечник дросселя 12, тем 10 меньше средний за период обратный, ток, протекающий через вентили5 и 14,тем выше уровень ограничения напряженияна элементах контура коммутации .