Способ управления последовательным инвертором с отсекающими диодами

)5 Н 02 М 7/48 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТТКРЫТИ ЕТЕН ИСАН аава К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4709879/07 (22) 26.06,89 (46) 07,11.91, Бюл. М 41 (71) Ленинградский электротехнический институт им, В,И. Ульянова (Ленина) (72) С,В. Дзлиев, Е.М. Силкин, А,Д. Куанышбаева и Е,И. Кузьмина (53) 621.316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М 813670, кл. Н 02 М 7/515, 1981Авторское свидетельство СССР М 838968, кл, Н 02 М 7/515, 1981. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЪНЫМ ИНВЕРТОРОМ С ОТСЕКАЮЩИМИ ДИОДАМИ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках питания электротехнических л ультразвуковых технологических установок,В Предложенный способ повышает надежность работы инвертора при работе на переменную нагрузку за счет обеспечения уменьшения загрузки тиристоров по току, Способ управления последовательным инвертором с отсекающими диодами заключается в том, что формируют две последовательности управляющих импульсов стабильной частоты, равной выходной частоте инвертора, и сдвинутых по фазе между собой на угол ф . При управлении измеряют ток силовых тиристоров 1-4 одного иэ двух инверторных мостов и при превышении указанным током заданного предельного уровня изменяют фазовый сдвиг управляющих .импульсов другого инверторного моста в пределах р = ( 180,О). С увеличением тока нагрузки фазовый сдвиг д) уменьшается.1 ил;Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках питания электротермичесских и ультразвуковых технологических установок,Цель изобретенияности инвертора при рнагрузку,На чертеже предста- повышение надежаботе на переменную елена схема послес отсекающими диДополнительный контур перезаряда коммутирующих конденсаторов 5(1), 511) включает последовательную цепь из конденсаторов 9 и 10 фильтра и дросселей 6 и 7. Волновое сопротивление Р этого контура более чем в два раза превышает волновое сопротивление Рн контуров коммутации в номинальном режиме работы довательного инвертораодами,И нвертор содержит первый 1 и второй 11 инверторные мосты на четырех тиристорах 1 - 4 с коммутирующим конденсатором 5 в диагонали, соединенные последовательно через два магнитосвязанных коммутирующих дросселя б и 7 и подключенные к входным выводам через дроссель фильтра 8, Параллельно цепи из мостов 1 и 11 включена цепочка из двух последовательно включенных фильтровых конденсаторов 9 и 10. Нагрузка 11 включается между общими точками фильтровых конденсаторов 9 и 10 и коммутирующих дросселей 6 и 7, Отсекающий диод 12 подключен катодом к катодной группе тиристоров 2 и 4 первого моста 1, а анодом к отрицательному входному выводу, а отсекающий диод 13 подключен катодом к анодной группе тиристоров 1 и 3 первого моста, а анодом к анодной группетиристоров второго моста 1.Способ осуществляют следующим образом.оФормируют две последовательности управляющих импульсов, первую из которых подают на тиристоры моста, обеспечивая поочередное включение тиристоров 1, 4 и 2, 3. Если ток нагрузки не превышает своего предельного (допустимого) значения, вторая последовательность управляющих импульсов обеспечивает переключения тиристоров инверторного моста 1 с фазовым сдвигом р= 180 по отношению к соответствующим тиристорам 1 - 4 тиристорного моста 1. При увеличении тока нагрузки по сигналу датчика тока происходит уменьшение угла фазового сдвига р (в пределе при к,з, до р = О). При этом возникает второй, дополнительный, контур перезаряда коммутирующих конденсаторов 5(1), 5(1 1).21 +1 К 1.6+.7 С 5+С 9Р= С 5 С 9 С 5 С 9+кр, 9 С 1 о - емкость кон где С 5и 10; сато и и, сл В номинальном режиме работы (при но минальном сопротивлении нагрузки 1) токтиристоров 1 - 4 не превышает предельный уровень. При этом тиристоры 1, 4, 2 и 3 диагоналей мостови И включаются поочередно. Фазовый сдвиг р между импульсами 5 управления тиристорами мостов 1 и . со-.ставляет половину периода выходной частоты, Импульсы задающего генератора 14 поступают на блок регулируемой задержки, где смещаются по фазе на угол р = 180 в Ь,7 - индуктивность коммутирующ хдросселей б и 7;К - коэффициент связи коммутирующихдросселей 6 и 7,20 Интенсивность процессов в инвертореедовательно, токи тиристоров контуров) пропорциональны волновому сопротивлению, поэтому интенсивностьпроцессов во втором контуре (включающем25 коммутирующие конденсаторы 5, 5 мостов 1,1) существенно ниже (соотношениезависит от сопротивления нагрузки 11).Уменьшение фазового сдвига у приводит кросту влияния второго контура перезаряда30 5(1), 5(11), в результате снижается интенсивность процессов в инверторе и токи тиристоров.Устройство для управления инвертором,реализующее данный способ управления, со 35 держит задающий генератор 14, к выходу которого подключены последовательно блок 15регулируемой задержки и распределитель 16импульсов, а также распределитель 17. Квыходам распределителей 16 и 17 импуль 40 сов подключены выходные каскады 18 и 19,подсоединенные к управляющим электродам тиристоров 1-4 соответственно второгоИ и первого 1 мостов, В состав устройствавходит также датчик 20 тока тиристоров,выход которого соединен с вторым входомблока 15 регулируемой задержки,Инвертор работает следующим обра1690135 Формула изобретения Способ управления последовательным инвертором с отсекающими диодами, заключающийся в том, что формируют две последовательности управляющих импульсов стабильной выходной частоты, причем их сдвиг по фазе относительно друг друга равен о, и подают их на тиристоры соединенных последовательно первого и второго инверторных мостов соответственно, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, измеряют ток через тиристоры одного из инверторных мостов и при превышении указанным током заданного предельного уровня изменяют фазовый сдвиг рв пределах р" 180",О, причем с увеличением тока фазовый сдвиг р уменьшают,Составитель А.Чесноков Редактор Н.Химчук Техред М.Моргентал Корректор М.ШарошиЗаказ 3824 Тираж, Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 соответствии с сигналсм датчика 20 тока, и на распределители 1 б и 17 импульсов, где происходит их распределение по каналам (тиристорным группам: 1, 4 и 2, 3;1, 4 и 2, 3. Выходные каскады 18 и 5 19 усиливают импульсы до требуемой для надежного включения тиристоров амплиту. ды. При отпирании тиристоров одной из диагоналей мостовили , например тиристоров 1, 4 моста , начинается колеба тельный перезаряд коммутирующего конденсатора 5 через конденсатор фильтра 9 и нагрузки 11 по цепи (5-4-б - 11 - 9 - 1 - 5. Ток через нагрузку 11 протекает в направлении, условно принимаемом за 15 положительное, После достижения колебательным током перезаряда коммутирующего конденсатора 5 максимального значения изменяется полярность напряжения на коммутирующем дросселе 6, Это на пряжение в контуре 6-11 - 10-12 - 6 является отпирающим для диода 12. Как только напряжение на дросселе 6 станет выше суммы напряжений на нагрузке 11 и конденсаторе 10 фильтра, отпирается диод 12. При этом 25 тиристоры 1 и 4 выключаются; а через нагрузку 11 продолжает перетекать ток в положительном направлении за счет энергии коммутирующего дросселя б. Ток протекает по контуру 6-11 - 10-12 - 6. Диод 12 проводит 30 до тех пор, пока не израсходуется энергия дросселя б, После выключения диода 12 заканчивается положительный импульс тока в нагрузке 11. При работе отсекающего диода 12 осуществляется возврат излишней энер гии от контура коммутации в источник питания (в конденсатор фильтра 10), что обеспечивает стабилизацию режима при работе на измеянющуюся нагрузку. 40Отрицательный импульс тока в нагрузке 11 формируется при работе тиристоров моста . После выключения диода 12 включаются тиристоры 1, 4 и начинается колебательный перезаряд коммутирующего 45 конденсатора 5 по цепи 5 - 4 - 10 - 11 - 7-1 - 5. Процессы, происходящие при при этом, аналогичны описанным выше за исключением того, как работает диод 13. Далее включаются тиристоры 2(1, 3 и ., 3( ),При изменении сопротивления нагрузки 11 в сторонууменьшения интенсивность процессов в инверторе возрастает, При возрастании тока нагрузки ток тиристоров увеличивается, что приводит к увеличению сигнала на выходе датчика 20 тока и, соот. ветственно, к уменьшению блоком 15 регулируемой задержки фазового сдвига р импульсов управления тиристоров диагоналей мостови , При этом, как уже указывалось, образуется дополнительный контур перезаряда коммутирующих конденсаторов 5 и 5, включающий последовательную цепь из конденсаторов 9 и 10 фильтра и дроссели 6 и 7. Благодаря контролю за током тиристоров инвертора удается уменьшить загрузку тиристоров по току при к,з. в 1,35-1,41 раза, поддерживая ее на уровне номинального режима, Таким образом, обеспечивается повышение надежности работы инвертора на изменяющуюся в широких пределах нагрузку. Это позволяет также снизить массогабаритные показатели и стоимость инвертора, так как при одинаковой максимальной выходной мощности в инвер- торе, могут быть использованы тиристоры идиоды, а также реактивные элементы на номинальный ток.