Резонансный высоковольтный инвертор

Союз Соавтскмн Соцмалмстнческин РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнит авт. свид 7 (21) 2510588/24-0 2) Заявлено 01 с присоеднне аявки Иерственный н СССРПриоритет не делам нэебретенн 05,08,79,5 юования опис бликованта опубли тень М крытн ия 08.08,7 2) Авторы изобретения М. Кацнельсон и И. Ф. Антон) Заявите 54) РЕЗОНАНСНЫЙ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ИНВЕРТО образова и имене ыв игается ения по нию кажд о состав ндукцион и достнапряж апряже зительн ряда и атом решен е выходноговыходному , что прибл Для питания Однако влишь удвоенотношению кго из мостоляет 500 В Изобретение относится к претельной технике и может найти р ниев качестве источника питания индукционньх нагревательных печей и других потребителей тока высокой частоты,Известны резонансные инверторы, содержащие тиристорные инвертирующие мость с обратными диодами и коммутирующими сЬ С -цепочками, подключенные к источникупитания через свои входные дроссели, атакже разделительные конденсаторы, под Оключенные одной обкладкой к анодной вершине своего моста, при этом, свободныеобкладки разделительных конденсаторов,либо объединяются и совместно с катодными вершинами мостов образуют выходные выводы 1, либо подключаются перекрестно к катодным вершинам смежногомоста и образуют выходные выводы 121.Недостатком известных инверторов является низкое выходное напряжение, со Иставляющее 250-500 В при питании отпромышленной сети напряжением 380 Вчерез мостовой выпрямитель, в то время как ГОСТ 20982-75 предусматривает в ходкое напряжение статических источнико повышенной частоты до 1600 В.Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является инверторсодержащий однофазные инверторные ячейкикаждая из которых выполнена в виде подключенных через дроосели ко входиыМ выводам инвертора и сое диненных встречно параллельно тиристорного и диодного однофазных мостов с коммутируюшими,Ъ С -цепочками, включенными между выводами переменного тока этих мостов, а также разделительные конденсаторы по числу инверторных ячеек, одной из своих обклвдок подключенные к пер вому из выводов постоянного тока соответствующих тиристорного и диодного мостов 31.ных печей требуется напряжение 8001600 В, Такое же напряжение требуется для питания печей, удаленных ог инвергора на значительное расстояние (40 100 м), так как передача энергии высо кой частоты на такие расстояния при низ ком напряжении источника питания сопровождается повышенными потерями и снижением КПВ установки.Цель изобретения - расширение функци- ональных возможностей инвертора за счет повышения его выходного напряжения иКПЙ,Поставленная цель достигается тем, что в известном инвергоре вторые обкладки разделительных конденсаторов кроме первого йодключены ко вторым выводам постоянного тока мостов предшествующих ячеек, а выходные выводы инвертора образованы второй обкладкой первого конденсатора и вторым выводом постоянного тока мостов последней ячейки.Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная схема резонансного высоковольтно 25 го инвертора.Высоковольтный инвертор содержит инверторные ячейки 1, 2, 3, собранные на тиристорах 4-15, диодах 16-27 с коммутирующими СС цепочками в диагоналяхзо переменного гока, выполненными на конденсаторах 28-30 и катушках индуктивности 31-33, входные дроссели 34 39, через которые тиристорные и диодные мосты подключены к источнику питания, разделительные конденсаторы 40-42, при35 этом одна обкладка конденсатора 40 и один вывод постоянного тока моста 3 образуют выходные выводы инвертора, к которым подключают нагрузку 43.Разделительные конденсаторы 40 42 нормально заряжены через входные дроосели 34-39 до напряжения источника пи тания, Импульсы управления поступают на тиристоры всех мостов инвертора синфазно. Тогда во время работы тиристоров 4, 7, 8, 11, 12, 3,5 коммутирующие конденсаторы 28-30 колебательно перезаряжаюься по цепи 4-28-31-7-41-8-29-32-11 42-12 30-33-15-43-40 4, при этом50 через нагрузку 43 протекает импульс тока в направлении, указанном,на чертеже стрелкой. После прохождения колебатель ного тока через нуль, открываются обратные диоды 16, 19, 20, 23, 24, 27 и55 процесс перезаряда коммутирующих конденсаторов продолжается по цепи 27-33- 30-24 42 23 32-29-20-41-19-31" -28-16-40 43-27, при этом через на грузку 43 протекает импульс тока в направлении противоположном, указанномуна чертеже стрелкой. Аналогичный процессперезаряда.коммутирующих конденсаторов28 ЭО происходит при работе тиристоров5, 6, 9, 10, 13, 14 и диодов 17, 18,21, 22, 25, 26, Во время работы инвертора разделительные конденсаторы 4042 непрерывно подзаряжаются ог источника питания,Полярность коммутирующих конденсаторов 28-30 к моменту включения гиристоров 4, 7, 8,. 11, 12, 15 показана начертеже откуда видно, что напряжения;на конденсаторах складываются, Волновоесопротивление конденсатора перезарядаконденсаторов 28-30 также складываетсяиз волновых сопротивлений коммутирующих цепочек и тиристорных мостов, чтопозволяет пропорционально увеличиватьсопротивление нагрузки и получить на выходе инвертора напряжение, превышающеевыходное напряжение каждого инвертирующего моста в о раз, где в - число.инверторных ячеек.Описанный высоковольтный инвертор1позволяет путем подбора числа ячеек получить на выходе требуемое высокое напряжение, что обеспечивает высокий КПБ ин,вертора, особенно при питании удаленныхнагрузок.Следует заметить, что в высоковольтном инверторе, при срыве инвертированияв одном иэ мостов, исключается возможность непосредственного разряда разделительного конденсатора через тиристорыкоротко замкнутого моста, что воэмож-но в известных инверторах. Скорость нарастания тока короткого замыкания черезтиристоры моста не превышает в высоковольтном инверторе скорости нарастанияимпульса рабочего тока. Ситема защитыпри этом безаварийно отключает инверторот исрочника питания. Высокое выходное напряжение и повышенная надежность позволяет испольэовать высоковольтный инвертор для питания мощных индукционных нагревательных установок. Наиболее целесообразным является применение предлагаемого инвертора для питания удаленных нагрузок, Расчет показывает, что при удалении нагрузки до 100 м от инвертора КПБ последнего с учетом потерь в линии не ниже 0,88 при выходном напряжении 1600 В, в то вре мя как КПБ известного инвертора в аналогичных условиях составляет 0,82 0,84.678617 Г к Корекгар Власик едак етко 4577/46 Тираж 857 БНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, РауПодписноемитета СССРкрытийшская наб., д. 4/ лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Про ная, 4 Формула изобретенияРезонансный высоковольтный инвертор, содержащий однофазные преобразователь-ные ячейки, каждая из которых выполнена в виде подключенных через дроссели ко входным выводам инвертора и соединенных встречно-параллельно тиристорного и диодного однофазных мостов с коммутируюшими 1.С -цепочками, включенными между выводами переменного тока этих моо О тов, а также резделительные конденсаторы по числу ячеек, одной из своих обкладок подключенные к первым выводам постоянного тока соответствуюших тиристорного и диодного мостов, о т л и ч а ю - 15 щ и й с я тем, что, с целью повышения КПБ и расширения функциональных возможСоставител ор О. Зубов ТехредМ, 6костей вторые обкладки разделительных конденсаторов, кроме первого, подключены ко вьорым выводам постоянного тока мостов предшествующих ячеек, а выходные выводы инвертора образованы соответственно, второй обкладной первого конденсатора и вторым выводом постоянного тока мостов последней ячейки.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Труды Уфимского. авиационного ино титута. Уфа. Вып. 48, с. 46.2. Авторское свидетельство СССР % 486439, кл, Н 02 М 7/537, 1976,3, Васильев А. С, Статистические преобразователи частоты для индукционного нагрева. М., "Энергия", 1974, с, 173.