Автономный инвертор

ОПИСАНИЕ , , оц 788307 Союз Соеетскик Социалистическик Республикс присоединением заявки Мо Н 02 М 7/515 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 15.12.80(72) Авторы изобретения В.И. Агеев и В.В. Баращев Завод ВТУЗ при Московском трижды ордена Леццца,ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового КрасногоЗнамени автомобильном заводе им. Н.А, Лихачева(54) АВТОНОМНЫЛ ИНВЕРТОР Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к автономным инверторам, и может быть использовано, например, в установках для индукционного нагрева металлов. 5Известны автономные инверторы, выполненные по схеме параллельного мостового инвертора на тиристорах.Такой инвертор содержит мост силовых тиристоров, сглаживающий дроссель и 10 коммутирующий конденсатор, параллельйо которому подключена нагрузка (индуктор) (1.Недостатками инвертора явля:отся плбхие пусковые характеристики и 15 трудность обеспечения устойчивой работы при сбросах и набросах нагрузки.Известен также последовательно-параллельный инвертор, который содержит мост силовых тиристоров, сглажи вающий дроссель, конденсатор с включенной параллельно ему нагрузкой, (индуктором) и дополнительный конденсатор, который включен последовательно с основным конденсатором. Инверторы 25 такого типа имеют лучшие динамические свойства и обеспечивают возможность прямого пуска 2 .Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является З автоцомцый ицвертор, предназначенный для работы в вакуумных ицд,кционных установках, в которых имеется два индуктора, одцц из которых обеспечивает расплавз:ецце металла, а другой рормирование слитка металла. Такой ицвертор содержит мост силовых тиристоров, конденсатор в диагонали моста переменного тока, параллельно которому включена первая нагрузка (плавильный индуктор), и минимум два дополнительных тиристора, между общей точкой которых и одним из выходных" выводов основного моста включен дополнительный коммутиру;ощий конденсатор, параллельно которому включена вторая нагрузка (кристаллизационный индуктор), Если требуется обеспечить согласованную работу более чем двух нагрузок, количество дополнительных тиристоров соответствующим образом увеличивается 8.Такой инвертор сохраняет все недостатки параллельного инвертора (в частности, плохие динамические характеристики), поскольку оц работает в режиме переключения тока с.одной нагрузки на другую с переменной скважностью.Особенно усложняется его работа в переходных режимах в техслучаях, когда добротность колебательного контура нагрузки велика,что как раз и наблюдается в индукционных нагревательных установках,так как в этом случае амплитуда напряжения на конденсаторе в первуюпосле переключения полуволну оказывается настолько маленькой, что необеспечиваются удовлетворительныеусловия коммутации,Цель изобретения - улучшение динамических характеристик инверторапри его работе на контур с высокойдобротностью.Поставленная цель достигается тем,что автономный инвертор, содержащийсвязанные со входными выводами через дроссель фильтра тиристорныймост с коммутирующим конденсаторомв диагонали, подключенным параллельно паре выходных выводов, и, как минимум, одну цепочку иэ двух последовательно соединенных тиристоров, общая точка которых связана с одним извторой пары выходных выводов, шунтированных дополнительным конденсаторомпричем другой выходной вывод второйпары соединенс одним из выходных выводов первой пары, снабжен параллельным СС-контуром, включенным в диагональ моста последовательно с коммутирующим конденсатором, причем точкасоединения последнего с СС-контуром 30подключена к указанному другому выходному выводу второй и последующихпар выходных выводов.Кроме того, с целью повышения надежности инвертор снабжен, по крайней мере, одним параллельным С-контуром, соединенным последовательно сдополнительным конденсатором и подключенным к общей точке указанныхдвух последовательно соединенных ти Ористоров.На чертеже приведена принципиальная электрическая схема инвертора.Схема содержит дроссель 1 фильтра,силовые тиристоры 2-7, коммутирующиеконденсаторы 8 и 9, нагрузки (индукторы) 10 и 11, основной С-контур 12и,13, дополнительный С-контур 14 и15, источник питания (выпрямитель)16. Тиристоры 4 и 5 соединены с нагрузкой 10, тиристоры б и 7 - с нагруэкой 11, а тиристоры 2 и 3 - собеими нагрузками. Таким образом, тйристоры 4 и 5 пропускают ток тольконагрузки 10, тиристоры б и 7 - только нагрузки 11, а тиристоры 2 и 3 55пропускают токи обеих нагрузок.Автономный инвертор работает следующим образом.Если в исходный момент временипопеременно переключаются тиристоры2 и 5, формирующие положительную по- флуволну тока в нагрузке 10, и тиристоры 3 и 4, формирующие отрицательную полуволну тока, то нагрузка 11обесточена, так как тиристоры 6 и 7закрыты. Фактически в этом режиме 65 схема работает как последовательно- параллельный инвертор, так как контур, состоящий из конденсатора .12 и дросселя 13, имеет на частоте инвертора емкостной сдвиг, близкий к 9 Ю .При необходимости включения нагрузки 11 и выключения нагрузки 10 система управления подает импульсы следующим образом.Если в.момент, предшествовавший переключению, включены тиристоры 2 и 5,. то в момент переключения подаются импульсы на тиристоры 3 и б.При этом происходит коммутация, и тиристор 5 закрьвается разрядом конденсаторов 12 и 8 через тиристор 3, а тиристор 2 - разрядом конденсатора12 через незаряженные конденсаторы 9.и 14 и тиристор б. Аналогично привключенных тиристорах 3 и 4 подаютсяимпульсы на тиристоры 2 и 7, и приэтом происходит коммутация, в реэультате которой нагрузка 10 отключается, вследствие того, что выключены тиристоры 4 и 5, а нагрузка 11 подключается через тиристоры 2 и 7 и 6 и 3, работающие попарно, к источнику питания.Далее порядок работы повторяется.Управление установкой осуществляется так, чтобы напряжение на выходе выпрямителя источника питания соответствовало суммарной мощности обеих нагрузок (10 и 11), а отношение длительности работы групп 4, 5 и 6, 7 к периоду широтно-импульсной модуляции (ШИМ) определяется из условияподдержания заданной мощности на каждой иэ нагрузок. Период ШИМ выбирается иэ технологических требований. Период переключения установки с нагруэки на нагрузку должен в несколько разпревышать период работы инвертора. Использование схемы позволяет эначительно улучшить пусковые характеристики инвертора и его динамическиехарактеристики в режиме переключениятока с одной нагрузки на другую. Формула изобретения1. Автономный инвертор, содержащий связанные со входными выводамичерез дроссель фильтра тиристорныймост с коммутирующим конденсатором вдиагонали, подключенным параллельнопаре выходных выводов, и, по крайнеймере, одну цепочку из двух последовательно соединенных тиристоров, общаяточка которых связана с одним из второй пары выходных выводов, шунтированных дополнительным конденсатором, причем другой выходной вывод второй пары соединен с одним из выходных выводов первой пары, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик, он снабжен параллельным СС-контуром,включенным в диагональ моста последовательно с коммутирующим конденсато788307 30 Составитель И.ЖеребинаТехРед Н.Бабурка Корректор М.Шаро Редактор Ф,Мух Заказ 8371 Подписноета СССРрытийнаб., д. 783рственного коми зобретений и о Ж, Раушская 66 Тираж ВНИИПИ Госупо делам 3035, Москв роектная илиал ППП фПатент", г. Ужгород Жром, причем точка соединения последнего с С-контуром подключена к указанному другому выходному выводу второй и последующих пар выходных выводов. 2. Инвертор по п. 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен, по крайней мере, одним дополнительным параллельным б-контуром, соединенным последовательно с дополнительным конденсатором и подключенным к общей точке укаэанных двух последовательносоединенных тиристоров.Источники информации,принятые во внимание при экспертиэе1. Ситник Н.Х, Силовая полупроводниковая техника. М., "Энергия",1968.2. Беркович Е.И. и др. Тиристорные преобразователи высокой частоты.Л., "Энергия", 1973.3, Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2604963/07,кл. Н 02 М 7/515, 1978.