Высокочастотный инвертор

1 ВОЕСОЮЭНАЯО П И СХ"Й-И Е Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 13.12. 78 (21) 2710027/24-07с присоединением заявки Но(51) М. Кл.з Н 02 М 7/515 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения В.В.Смородинов, Л.А.Костина и К.К.Фролов Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М.И;Калинина(54) ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ИНВЕРТОР Известный преобразователь позволяет получать высокую частоту, обес.печивает необходимое время для восстановления управляющей способнос. -ти тиристоров, скорость нарастаниятока и напряжения на тиристорах,.отсутствие нежелательных высокочастотных коммутационных процессов,работы при малых нагрузках, в томчисле и при коротком замыкании, ноне может работать при больших нагрузках в режиме холостого хода преобразователя, так как существенно уменьшается время, отводимое для восстановления управляющей способности тиристоров,1Изобретение относится к преобразовательной технике, а более конкретно к статическим преобразователям ультразвуковой частоты для электротехнологических установок. 5Разработка тиристорных преобразователей повышенной частоты осуществляется с решением ряда задач,.одна из которых связана с обеспечением тиристорам времени, необходимого для 10 восстановления их управляющей способности с учетом ограничения скорости нарастания анодного тока и напряжения и значительным временем протекания обратного тока. Применение 15 многоячейковых схем, в.свою очередь, вызывает вполне определенные требования к схеме управления преобразователем и к диапазону изменения параметров нагрузки 1 Ц . 20Определенную устойчивость поотношению к изменению параметров нагрузки имеют схемы умножения частоты с обратными диодами, но онИ не при годны для получения высоких частот 25 иэ-эа недостаточного времени, отводимого для восстановления управляющих свойств тиристора и,большихскоростей нарастания прямого напряжения. 30 2Известен также инвертор; которыйсодержит входной фильтр с разделенными конденсаторами, к средней точке которой подсоединена нагрузка.Коммутирующие конденсаторы подключены с помощью зарядных тиристорови последовательно соединенных сними индуктивностей к положительному и отрицательному зажимам фильтра,а с помощью разрядных тиристоров ипоследовательно соединенных с нимииндуктивностей к нагрузке инвертора 21,45 Наиболее близким является инвертор, содержащий трехфазный мостперезарядных тиристоров, выводы постоянного тока которого соединены спервым выходным выводом, связанныйсо входными выводами через дросселиФильтра трехфазный мост зарядных 5тиристоров и цепочку из двух последовательно соединенных Фильтровыхконденсаторов, общая точка которыхсоединена со вторым выходным выводом и через коммутирующие конденса.торы - с выводами переменного токамостов зарядных и перезарядных тиристоров, причем последовательноскаждым"тиристором мостов включенсоответствующий коммутирующий дроссель, а каждый коммутирующий конденсатор зашунтирован двумя встречно-параллельно подключенными цепочками,состоящими каждая из тиристора идросселя 131 .20Недостатком инвертора являетсяего сложность.Цель изобретения - упрощение иулучшение энергетических характеристик.Поставленная цель достигаетсятем, что инвертор, содержащий трехфазный мост переэарядных тиристоров,выводы постояннаго тока которогосвязаны с выходными выводами, подключенный ко входным выводам, трех- З 0фаэный мост зарядных тиристоров ицепочку из двух последовательно соединенных Фильтровых конденсаторов,общаяточка которых связана с выходными выводами и через коммутирующие 35конденсаторы - с выходами переменного тока мостов зарядных и перезарядных тиристоров, причем последовательно с каждым тиристором мостов включенсООтветствующий кОммутирующий дрос - 40сель, снабжен подключенными ко входным выводам двумя последовательносоединенными обратными диодами ивыходным трансформатбром, первичнаяобмотка которого выполнена с отводом и включена между общей точкойфильтровых конденсаторов и общей точкой обратных диодов, а выводы постоянного тока моста перезарядныхтиристоров соединены с указанным отводом.50Схема устройства представлена начертеже.Высокочастотный автономный инвертор содержит входной фильтр с Разделенными конденсаторами 1 и 2, ком-,мутирующие конденсаторы 3, 4 и 5 подклвченные с помощью зарядных тирис. торов 6-11 и последовательно соединенных с ними дросселей 12-17 к положительному и отрицательному входным 60 выводам, а с помщьй разрядйах-ти,ристоров 18-23 и последовательно соединенных с ними дросселей 24-29 к первичной обмотке 30 выходнбго погру. зочного трансформатора. Ограничитель ные диоды 31 и 32, последовательновключенные между собой, общей точкойподключены к отводу первичной обмотки выходного нагруэочного трансформатора. Аноды и катоды ограничительных диодов подсоединены к соответствующим входным выводам.Нагрузка инвертора 33 подключенак вторичной обмотке выходного нагрузочного трансформатора.Работа инвертора происходит следующим образом.В квазиустановивщемся режиме работы при подаче управляющего импульса происходит заряд коммутирующегоконденсатора 4 от Фильтра с разделительным конденсатором 2 через зарядный тиристор 9 и последовательно соединенный с ним зарядный дроссель 15до напряжения непревышающего двойного напряжения Фильтра. Одновременно коммутирующий конденсатор 5 разряжается через разрядный тиристор 19,последовательно соединенный с нимразрядный дроссель 25, и первичнуюобмотку выходного нагруэочного трансФорматора 30 на нагрузку 33, подключенную ко вторичной обмотке выходногонагрузочного трансформатора, В моментвремени, когда напряжение на выходепреобразователя для интервала проводимости тиристора 19 достигает значения 06 Евключается контурсброса реактивной энергии: конденсатор 2 Фильтра, часть обмотки 32,ограничительный диод 31 и реактивнаяэнергия, запасенная в дросселе 25и конденсаторе 5, возвращается источнику питания. Работа схемы при заряде и разряде коммутирующих конденсаторов 3 и 5 происходит аналогичным образом.С включением зарядного тиристора8 протекает ток через разрядный тиристор 23, с включением, зарядноготиристора 9 протекает ток через разрядный тиристор 19, и соответственно, с включением зарядного тиристора6 ток протекает через разрядный тиристор 20, с включением зарядноготиристора 10 ток протекает черезразрядный тиристор 22, с включениемзарядного тиристора 7 ток протекаетчерез раэряднйй тиристор 18, с включением зарядного тиристора 11 токпротекает через разрядный тиристор.21,Величина дополнительного напряжения на обмотке, к которой подключены ограничительные диоды, выбираетсяв соответствии с определенным уровнемограничения напряжения на выходе преобразователя, исходя из теоретического рассмотрения характеристик инвертора в:широком диапазоне изменения параметров нагрузки. Включениеограничительных диодов непосредственно на выход преобразователя 8 даннойсхеме не приводит к положительным767921 Формула изобретения ИПИ Заказ 7027/21 Тираж 783 Подписное роектная,4 П"Патент",г.ужгород Фил результатам, так как при включениипоследующего разрядного тиристоранапряжение на нагрузке увеличиваетположительное напряжение на предыдущем разрядном тиристоре быстрее,чем возрастает запирающее напряжение, которое Формируется заряднымтиристором на коммутирующем кбнденсаторе и работа схемы становится невозможной. Высокочастотный инвертор, содержащий трехфазный мост перезарядных тиристоров, выводы постоянного тока которого связаны с выходными выводами, подключенный ко входным вывбдам, трехфазный мост зарядных тиристоров и цепочку иэ двух последовательно соединенных Фильтровых конденсаторов, общая точка которых связана с выходными выводами .и через коммутирующие конденсаторы - с выводами переменного тока мостов зарядных и переэарядных тиристоров,причем последовательно с каждым тиристором мостов включен соответствую-.щий коммутирующий дроссель, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения и улучшения энергетическиххарактеристик, он сйабжен подключен.ными ко входным выводам двумя последовательно соединенными обратнымидиодами и выходным трансформатором,первичная обмотка которого выполненас отводом и включена между общейточкой Фильтровых конденсаторов иобщей точкой обратных диодов, авыводй постоянного тока моста перезарядных тиристоров соединены с указанным отводом,5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Тиристорные преобразователи частоты для индукционного нагрева металлов. Трулы УАИ, вып, 39, сб.2,;щ с. 161, рис.1.2. Патент Англии 9 1157813,кл. Н 2 Г 1969.З.Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2643394,кл. Н 02 М 7/515, 17.07.78.