Способ управления последовательным инвертором

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 1955509(51) М. Кл.з Н 02 Р 13/18 Государственный комитет СССР по делам изобретений(71) Заявитель Уфимский авиационНый институт им. Орджо 54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ " ИНВЕРТОРОМИзобретение относится к преобразовательной технике и может быть ис,пользовано в установках для индукционного нагрева, плавки металлов, 5 непрерывного литья алюминия в электромагнитном поле и термообработки изделий.Известен способ управления мостовым последовательным инвертором с 10 обратными диодами, заключающийся в поочередном отпирании тиристоров противофаэных плеч моста с опережением относительно момента окончания естественного интервала проводимости обратных диодов предыдущих плеч 11 .Однако при известном способе управления создается. высокая крутизна нарастания анодного тока тиристоров при их включении, что приводит к большим коммутационным потерям, ограничивающим номинальную токовую загрузку вентилей и предельную выходную частоту инвертора.Наиболее близким к предлагаемому 25 является способ управления последова-тельным инвертором, выполненным по мостовой схеме на тиристорах, эашунтированных обратными диодами, заключающийся в поочередном переключении ти ристоров противофазных плеч моста, при котором обеспечивается длительный интервал совместной проводимости тиристоров и диодов взаимно противофазных плеч инверторного моста. Это достигается путем затягивания интервала коммутации инвертированного тока с обратных диодов на тнристоры очередных плеч. При этом крутизна нарастания тока тиристоров ограничивается за счет вынесения частей коммутирующей индуктивности во входную цепь инверторного моста, а также в его вентильные плечи.Полупериод работы инвертора включает в себя интервал совместной проводимости включившихся тиристоров и еще не включившихся обратных диодов противофазных плеч, интервал проводимости тиристоров и интервал проводимости только обратных диодов, подключенных.встречно-параллельно тиристорам, проводившим инвертированный ток в предыдущем интервале. В последнем интервале инвертированный ток протекает через входную цепь инвертора и замыкается через фильтровой конденсатор, подключенный параллельно к источнику. Во входной цепи инверторного моста протекают как прямая, таки обратная полуволна тока, переменнаясоставляющая которого имеет возможность замыкаться через фильтровойконденсатор 21,Однако амплитуда указанной переменной составляющей тока оказывается соизмеримой с амплитудой инвертированного тока. В связи с этим притрадиционном выборе величины емкости фильтрового конденсатора вдвоевтрое больше емкости коммутирующего 10конденсатора их установленные реактивные мощности также соизмеримы,что является существенным недостатком при реализации способа в мощныхинверторах повышенной частоты. 15Цель изобретения - снижениеустановленной мощности реактивныхэлементов при получении выходноготока с улучшенной формой кривой.Поставленная цель достигаетсятем, что при управлении последовательным инвертором, выполненным по мостовой схеме на тиристорах, зашунтированных обратными диодами, по способу, заключающемуся в том, что поочередно отпирают тиристоры противофаз 25ных плеч моста, указанные тиристорыплеча моста, вступающего в работу,отпирают с опережением относительно моментов отпирания обратных диодов плеча моста, выходящего из ра- З 0боты.На фиг. 1 приведена схема устройства для реализации способа; нафиг. 2 - диаграммы его работы.инвертор содержит конденсатор 1 35фильтра, дроссель 2 фильтра, инверторный мост на тиристорах 3-5 и неуправляемых обратных диодах 7-10Нагрузка 11 включена в диагональ моста последовательно с коммутирующим 40конденсатором 12 и коммутирующимдросселем 13.Способ осуществляется следующимобразом.Пусть в квазиустановившемся режиме перед включением очередных тиристоров, например 3 и 5, ток сглаживающего дросселя 2 проводят тиристоры 4 и б (полярность напряжения накоммутирующем конденсаторе 12 инаправление протекание тока нагрузки11 показаны на фиг. 1). При включении тиристоров 3 и 5 начинается разряд конденсатора 12 по двум контурфм, один из которых содержит ещене выключившийся тиристор 4, нагрузку 11, коммутирующий конденсатор 12,коммутирующий дроссель 13 и ужевключившийся тиристор 3, а другой -еще не включившийся тиристор б,нагрузку 11, конденсатор 12, дроссель 13 и уже включившийся тиристор 5 Тиристоры 4 и б могут бытьоткрыты до тех пор, пока ток разряда конденсатора 12 (ток тиристоров3 и 5) не станет равным току входного дросселя 2. В момент равенства этих токов результирующий ток тиристоров 4 и б равен нулю, и они выключаются. При этом изменяется на противоположное указанному стрелкой и направление протекания тока нагрузки 11 (фиг, 2 а).Далее следует интервал совместной проводимости тиристоров 3 и 5 и неуправляемых диодов 8 и 10, причем ток разряда конденсатора 12, достигнув своего максимального значения, начинает падать. Поскольку ток сглаживающего дросселя 2 должен быть равен разности токов тиристоров 3 и 5 и соответствующих диодов 8 и 10, то последние могут быть открыты до тех пор, пока ток тиристоров 3 и 5 не станет равным току дросселя 2, По мере уменьшения тока тиристоров 3 и 5 уменьшается и ток неуправляемых диодов 8 и 10, и в момент, когда ток указанных тиристоров становится равным току дросселя 2, диоды 8 и 10 выключаются. При этом ток сглаживающего дросселя 2 продолжает протекать через тиристоры 3 и 5 (направление его протекания в нагрузке и полярность напряжения на конденсаторе 12 обратны показанным на фиг. 1).Через некоторый интервал времени включаются тиристоры 4 и б, и процесс в инверторе протекает аналогично опи-. санному выше, т.е. сначала происходит выключение проводивших ранее ток тиристоров 3 и 5 и перехват тока соответствующими встречными неуправляемыми диодами 7 и 9, а затем следует интервал совместной проводимости тиристоров 3 и 5 и диодов 7 и 9. После выключения неуправляемых диодов 7 и 9 ток продолжаетпроводить тиристоры 3 и 5, и с момента включения тиристоров 4 и б начинается следующий период квазиустановившегося процесса,. Таким образовал, за полный цикл работы всех вентилей моста в нагрузке 11 получают полный период тока, близкого по форме к синусоидальному, причем включение тиристоров происходит без каких-либо скачков их анодного тока, начальная крутизна нарастания которого определяется параметрами соединенных последовательно нагрузки 11 и коммутирующего дросселя 13.Наличие на входной цепи инверторного моста сглаживающего дросселяпри предлагаемом способе управле-ния обеспечивает существенное снижение уровня переменной составляющей,что позволяет сделать ток фильтрового конденсатора малым по сравнению с инвертированным током и эффективным образом уменьшить установленную реактивную мощность фильтрового конденсатора,955509 Составитель А. Сытин едактор Л. Огар Техред МРейвес Корректор Г. О472/76 Тираж 721 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РауПодписноекомитета СССРи открытийская наб д. 4/ аказ П "Патент", г. Ужгород, улПроектная, 4 Фили Формула изобретенияСпособ управления последовательйым инвертором, выполненным по мостовой схеме на тиристорах, зашун- тированных обратными диодами, заключающийся в том, что поочередно отпирают тиристоры противофазных плеч моста, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения установленной мощности реактивных элементов при получении выходного тока с улучшенной формой кривой, тиристоры плеча моста, вступающего в работу,отпирают с опережением относительномоментов отпирания обратных диодовплеча моста, выходящего из работы. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Справочник по преобразовательной технике. Под ред, И.М. Чиженко,Киев, "Техника", 1978, с. 124,рис. 3-33 а.,2. Там же, рис. 3-33 д.