Независимый инвертор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл. Н 02 М 7/48 с присоединением заявки Йо -Государственный. комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторь изобретени альский ордена Трудового Красн г 1ец/ 1) Заяви Ки литехнический институт и ВЕРТ НЕЗАВИСИ е от вате Изобретени ной преобразо предназначено разования пос ный ток. Инве для использов лях частоты и для питания т нофазной пере мер индукцион тановки для с ротивление ко в процессе на ки изменяется реобеменя.теы одО ус- сопо в" 5 т., 30 носится к вентильльной технике идля необратимого птоянного тока в перртор предназначаетсания в преобразоваможет быть примененоком высокой частотменной нагрузки, наной нагревательнойтали, эквивалентноеторой, как известно,грева стальной заготов широких пределах. По основному авт.св. 9 235177 из.- вестен инвертор, выполненный по одномостовой схеме. В каждом плече моста включены тиристоры, зашунтированные встречно-параллельными диодами. В диагональ переменного тока моста включены последовательно соединенные коммутирующие конденсатор и,дроссель, а в диагональ постоянного тока - последовательно соединенные 2 фильтровый 1 разделительный) конденсатор и нагрузка. Вентильный мост диагональю постоянного тока подключен к источнику питания через филь ровый дроссель 1; Инвертор устойчиво работает лишь на нагрузку, сопротивление которой изменяется до некоторой номинальной величины. При увеличении сопротивления нагрузки сверх номинальной величины значительно снижается время, представляемое в схеме для восстановления управляемости тиристоров. Если это время недостаточно для восстановления их управляемости, то пр исходит срыв инвертирования и ингертор перестает работать. Из теории инверторов с вентилем встречно-параллельного включения известно, что они устойчиво работают, если амплитуда выходного напряжения в контуре тока не превышает величины примерно 0,6- 0,7 от напряжения источника питания, что имеет место при номинальной величине сопротивления нагрузки. Если сопротивление нагрузки возрастает выше номинального, то также возраста 1 ет выходное напряжение инвертора, и, существенно снизится время для восстановления управляемости тиристоров. Чтобы ограничить снижение времени для восстановления управляемости, необходимо ограничить рост амлитуды выходного напряжения инвертора не выше рекомендуемого уровня55 0,6-0,7 от напряжения источникапитания.Часто нагрузка, включенная последовательно с фильтровым 1,разделительным) конденсатором, представляет собой колебательный контур, Такой вид нагрузки встречается наиболее часто, например индукционная нагревательная установка, в которой индуктор зашунтирован компенсирующимконденсатором, или магнитострикционный преобразователь, также зашунтированный компенсирующим конденсатором.Цель изобретения - увеличениенадежности работы инвертора приперегрузке. 15Поставленная цель достигаетсятем, что инвертор снабжен двумядополнительными дросселями,вентилеми двумя компенсирующими конденсаторами, первый из которых включен в 20диагональ постоянного тока моста последовательно с нагрузкой, а второйпараллельно цепочке из нагрузки иуказанного первого конденсатора, кточке соединения которых подключенанод вентиля, катодом соединенногос анодной группой тиристоров моста,причем каждый компенсирующий конденсатор зашунтирован дополнительным дросселем.На чертеже приведена схема независимого инвертора.Инвертор,содержит вентильныймост на тиристорах 1-4 и встречнопараллельных вентилях (диодах ) 3-8.В.диагональ переменного тока включены последовательно соединенные коммутирующие конденсатор 9 и дроссель10. Мост подключен к входным выводамчерез дроссель 11. В диагональ пос.тоянного тока моста через фильтрованный ( разделительный) конденсатор12 включен нагрузочный колебательныйконтур из активно-индуктивного элемента 13 и компенсирующих конденсаторов 14 и 15, точка соединения которых подключена к катодной группетиристоров моста. Активно-индуктивный элемент 13 контура нагрузки ифильтровый конденсатор 12 зашунтированы вентилем 16. Конденсаторы 14 5 Ои 15 зашунтированы дросселями 17 и18.Инвертор работает следующим образом.От источника постоянного тока через,фильтровый дроссель 11, черезнагрузку 13 и дополнительные дроссели 17 и 18 заряжается фильтровыйконденсатор 12. Тиристоры 1 и 4,2 и 3 при работе инвертора отпираются поочередно, при этом через контур щинвертора протекают импульсы высокочастотного тока, выделяя в контуренагрузки полезную мощность. При отпирании, например, тиристоров 1 и 4 .высокочастотный импульс тока проте кает снизу вверх. После прекращения импульса тока через прямые вентили 1 и 4 проводят ток встречно-параллельные вентили 8 и 5. При этом за счет частичного разряда коммутирующего конденсатора 9 высокочастотный импульс тока протекает по цепи: 9- 5-12-13,14,15-8-10-9. Через нагрузочный контур из элементов 13, 14, 15 импульс тока протекает сверх вниз, т.е. вобратную сторону. Затем отпираются очередные прямые вентили (тиристоры ) 2 и 3 и через них протекает очередной прямой импульс тока по цепи: 12-2-10-9-3-13,14,15-12. Че рез нагрузочный контур этот импульс снова протекает снизу вверх. После прекращения прямого импульса тока через тиристоры 2 и 3 проводят ток встречно-параллельные вентили.6 и 7, при этом высокочастотный импульс тока протекает по цепи: 9-10-6-12-13,14,15- 7-9. Через нагрузочный колебательный контур этот импульс тока протекает снова сверху вниз. Далее процесс повторяется аналогичным образом, а через нагрузочный колебательный контур из элементов 13-15 протекает переменный высокочастотный ток.Описанный электромагнитный процесс протекает в инверторе в том случае, если сопротивление нагрузки изменяется в пределах от нуля (режим возможного короткого замыкания нагрузки) до некоторой номинальной величины.Применение в инверторе нагрузочного колебательного контура из активно- индуктивного элемента 13 и двух ком" пенсирующих конденсаторов 14 и 15, общие выводы которых соединены с выходным зажимом моста, позволяет увели. чить напряжение на активно-индуктивном элементе 13, в то время как выходное напряжение инвертора остается относительно низким, в пределах допустимой нормы.Если напряжение на активно-индуктивном элементе 13 становится по амплитуде больше напряжения источника питания, т.е. больше напряжения на фильтровом конденсаторе 12, то отпирается дополнительный вентиль 16 и дальнейший рост напряжения.на элементе 13 прекращается, При этом суммарное напряжение на элементе 13 и компенсирующем конденсаторе 15 не должно превышать по амплитуде уровня 0,6-0,7 от напряжения источника питания, что необходимо для устойчивой работы инвертора, когда сопротивление элемента 13 изменяется от номинальной величины в сторону увеличе- . ния, вплоть до бесконечности (такой случай имеет место, например, при индукционном нагреве, когда индуктор пуст). Рекомендуемый уровень вы- ходного напряжения инвертора 0,6-0,7 от входного достигается выбором со877746 формула изобретения Соста Техре актор,С,Тараненко 83НИИП по1303 733омитета Соткрытийшская наб Подписное аказ Государстлам изобрМосква,ногоний5 Р д.4/5"Патентф, г.ужгород, ул.Проектная,4 илиал отношения величины компенсирующих конденсаторов 14 и 15, включенных в. нагрузочном колебательном контуре последовательно.Чтобы исключить позаряд конденсаторов 14 и 15 постоянным током через вентиль 16, каждый конденсатор зашунтирован дополнительным дросселем 17 и 18.,Инвертор работоспособен при питании резкопеременной нагрузки, сопротивление которой может йзменяться от нуля короткое замыкание) до бесконечности (индуктор пуст). Индуктор бывает пустым, например, при циклическом нагреве стальных заготовок во время замены горячей заготовки на холодную. Инвертор нет необходимости выключать на время замены заготовок, что упрощает его эксплуатацию. Улучшенные технические характеристики инвертора расширяют область его применения. Кроме. того, может быть увеличена средняя выходная мОщность инвертора, так как он остается работоспособным.при перегрузках, что повышает производительность питаемых от инвертора. установок.Независимый инвертор может найти применение во вновь разрабатываемых преобразователях частоты,предназначаемых для питания индукционных нагревательных установок, например, на автомобильных или машиностроительных заводахНезависимый инвертор по авт.св.р 9 235177, о т л и ч а ю щ и й с я.тем, что, с целью увеличения надеж ности при перегрузках, он снабжендвумя дополнительными дросселями,вентилем и двумя компенсирующимиконденсаторами, первый из которыхвключен в диагональ постоянного токамоста последовательно с нагрузкой,а второй -параллельно цепочке изнагрузки и указанного первого конденсатора, к точке соединения которых подключен анод вентиля, катодомсоединенного с анодной группой тиристоров моста, причем каждый компенсирующий конденсатор зашунтирован