Последовательный инвертор

Саюа Севетсник Сецнааюстическиа Реееубаик(22) ЗаяВлеио 26,1079 (21) 2333593/24-07с присоединением заявки йо(З 1)М. Кл.з Н 02 М 7/515 Гасударственный комнтет СССР по делам нзобретеннй н открытнй/ рджо йюк идз е(71) Уфимский авиационный институт им,тел) 4) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР 5 Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться в тиристорных преобразователях частоты для индукционногонагрева,Известны последовательные автономные инверторы, позволяющие ре. гулировать мощность на выходе, содержащие подключенную к источникупитания через входной дроссельнагрузочную цепь с разделительнымконденсатором и подсоединенный параллельно нагрузочной цепи тиристорный мост со встречно-параллельнымидиодами и коммутирующей ЬС-цепью, 15причем коммутирующая цепь имеет двадросселя, включенные в различныеплечи моста 11,Вентили этого инвертора перегружены токами внутримостового разряда 20коммутирующего конденсатора, чтосужает диапазон регулирования иустойчивость работы. Кроме того,данная схема сложна, так как содержитне один,. а два коммутирующих дросселя.Наиболее близким к предлагаемомуявляется последовательный инвертор,содержащий подключенные к источникупитания через входной дроссель цепь нагрузки с разделительным конденсатором и тиристорный мост со встречно-параллельными диодами и коммутирующейС-цепью в диагонали переменного тока, а также дополнительныйдроссель, шунтированный тиристорами .12),Этот инвертор обладает расширенным диапазоном регулирования и повышенной коммутационной устойчивостью, однако имеет существенныйнедостаток - сложность, посколькудополнительный дроссель включенпоследовательно с 1 С-цепью, а шунтирующие его тиристоры соединены .встречно-параллельно.Известны инверторы большой мощности, в которых тиристорный мостреально выполняется в виде параллельного, последовательного или смешанного соединения нескольких схем,что необходимо для равномерной загрузки всех силовых элементов 3.Такие инверторы также сложны,возникает необходимость введения в,схему дополнительных дросселей почислу мостов и вдвое большего количества шунтирующих тиристоров.Целью изобретения является ушзощение устройства,838975 60 время восстановлениятиристоров моста с одеру пиДля выполнения поставленной цели в ийверторе 2, дополнительный дроссель включен между точкой соединения цепи нагрузки со входным дросселем и тиристорным мостом, причем тиристоры, шунтирующие дополнительный дроссель, включены в прямом направлении.На фиг. 1 представлена принципиальная схема последовательного инвертора на фиг. 2 - временные диаграммыеСхема содержит подключенную к источнику питания через входной дроссель 1 цепь нагрузки, состоящую из разделительного конденсатора 2, защитного дросселя 3 и нагрузки 4. Параллельно нагрузочной цепи подсоединен тиристорный мост на тиристорах 5 - 8 со встречно-параллельными диодами 9 - 12, в диагональ переменного тока которого включена коммутирующая )-С-цепь, состоящая иэ дросселя 13 и конденсатора 14. Дополнительный дроссель 15 включен между нагруэочной цепью и тиристорным мостом и зашунтирован тиристорами 16 и 17, включенными в том же направлении, что и тиристоры моста.Схема работает следующнм образом.В начальный момент времени разделительный конденсатор 2 большой емкости заряжен до напряжения источником питания, а конденсатор 14 коммутирующей цепи - до некоторого напряжения полярности (фиг.1). В этот момент подаются управляющие импульсы на тиристоры 16, 5, 8, и конденсатор 14 колебательно перезаряжается по цепи тиристор 8 - нагрузка 4 - дроссель 3 - конденсатор 2 - тиристор 16 - тиристор 5 дроссель 13,.В момент времени ток, протекающий по этой цепи, переходит через ноль, и тиристоры 16, 5, 8 выключаются, после чего начинают проводить диоды 9 и 12, пропускающие обратную полуволну тока перезаряда конденсатора 14 (фиг. 2 а , ток тиристорного моста), а вместо тиристора 16 в цепь пере- заряда включается дополнительный дроссель 15. В течение интервала проводимости диодов 9 и 12 к тиристорам моста 5 и 8 прикладывается небольшое обратное напряжение способствующее их восстановлению. За счет введения в цепь дополнительной индуктивности время восстановления увеличивается по сравнениюс обычной схемой без дополнительного дросселя:(Ь :0) - время восстановленияЮтиристоров моста в схеме без дополнительногодросселя,Ь,Ь Ь- индуктивности дросселей1 б Зф 35 15, 13 и 3.Дополнительный дроссрль такжеограничивает крутизну подхода токавстречно-параллельных диодов кнулю, и, следовательно, коммутационные напряжения. Как и в известнойсхеме, в предлагаемом инверторевозможно регулирование выходноймощности эа счет изменения временного сдвига импульсов управления -иристора 16 относительно импульсовуправления тиристоров 5 и 8. В зависимости от величины этого сдвигаизменяется среднее за период значение волнового сопротивления колебательного контура инвертора, опре 2 О деляющее мощность, выделяемую в нагрузкеВ течение следующего периода выходного тока, когда проводят сначалатиристоры 7 и 6, а затем диоды итиристоры работают так же, как и впервом периоде. Затем процессы всхеме повторяются.Как видно из графика напряженияна дополнительном тиристоре (фиг,2 б),период 1 -является временемвосстановления тиристора 16, котороепримерно вдвое меньше времени восстановления тиристоров, но вследствиезначительной величины приложенногообратного напряжения и малой скорости нарастания прямого напряжения,вполне достаточно для надежной коммутации дополнительного тиристора.Следует отметить, что, если вкачестве дополнительных тиристоров0 используются приборы одного типа стиристорами моста, то количестводополнительных тиристоров, соединенных параллельно, равно удвоенномуколичеству параллельно соединенныхД 5 мостов в инверторе (фиг, 1, показанопунктиром). При этом параллельносоединенные дополнительные тиристорывключаются поочередно, синхронно ссоответствующими тиристорами мостов,пропуская соответствующие полуволнытока так, что средняя токовая загрузка дополнительных тиристоров примерно одинакова со средней токовойзагрузкой тиристоров мостов. В случае использования в качестве дополнительных более мощных по допустимойтоковой загрузке тиристоров можетбыть достаточным включение одногодополнительного тиристора, включаемого синхронно с каждым включением тиристоров в мостах. Все дополнительные тиристоры могут быть установлены на одном общем охладителе.формула изобретенияПоследовательный инвертор жащий подключенные к источник838975 фиг г Составитель И. Жеребинастерова Техред И. Ьсталош . Корректор Г. Решетник % в едактор Тираж 730 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 4469 8 Филиал ППП фПатентф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 тания через входной дроссель цепьнагрузки с разделительным конденсатором и тиристорный мост со встречнопараллельными диодами и коммутирующейЬС-цепью в диагонали переменного тока, а также дополнительный дроссель,шунтированный тиристорами, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения, укаэанный дополнительныйдроссель включен между точкой соединения цепи нагрузки со входнымдросселем и тиристорным мостом, причем тиристоры, шунтирующие дополнительный дроссель, включены в прямомнаправлении,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе,частоты для индукционного нагреваметаллов. Труды Уфимского авиационного института. Вып. 64., Уфа, 1974,с. 5-11,2. Авторское свидетельство СССР9. 712911, кл. Н 02 М 7/515, 1977. 3. Тиристорные преобразователи