Тиристорный генератор высокой частоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)4 Н 02 М 54 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ А ВТОРСНОМУ СВИ ТВУ зистивныи-8. Две поны на тирии 23-26,(54) ТИРИСТОРНЫЙ ЧАСТОТЫ(57) Изобретение зовательной техн вано для возбужц онных преобразов тения - повышени ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОЙ преобраотносит ке и м. использо- острикциь изобреи работы ит ения ателеи. Целе надежнос ЯР ГОСУД,АРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Беркович Е,И. и др. Тиристорныепреобразователи частотЫ для электротехнологических установок. Л.; Энергоиздат, 1983, рис. 2,20 б,Авторское свидетельство СССРУ 657549, кл. Н 02 М 7/523, 1976,801390745 на нелинейную нагрузку. Устр-во содержит выпрямитель на тиристорах 1-4,вспомогательный диодно-ревыпрямитель на цепочках 5лумостовые ячейки выполнесторах 31-34 с С-контурамвстречными диодами 19-22, 27-30 ивыходным тр-ром 17, имеющим вольтодобавочные отпайки. Наличие второйячейки позволяет осуществить управление тиристорами так, что при формировании каждой полуволны высокочастотного тока участвуют оба разделительных конденсатора 11, 12. При возникновении несимметрии высокочастотного тока, а также в случае срываинвертирования происходит запираниеосновного выпрямителя из-за сниженияуровня тока управления анодной иликатодной группы тиристоров 1-4 выпрямителя или отсутствия его в случаесрыва. 1 з.п, ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначенодля улучшения характеристик и повышения надежности рабаты тиристорныхгенераторов высокой частоты, исполь 5зуемых для возбуждения магнитострикционных преобразователей.Цель изобретения - повьппение напежности работы на нелинейную нагрузку.На чертеже приведена схема генератора.Тиристорный генератор высокой частоты содержит входной выпрямительна тиристорах 1-4, вспомогательный1 пыпрямитель, образованный параллельНым подключением диодно-резистивныхцепей 5-8 к тиристорам основного выцрямителя, входной Т-образный Фильтрна дросселях 9 и конденсаторе 10,разделительные конденсаторы 11 и 12,дополнительные конденсаторы 13, подКлюченные через выпрямительные мосты14 к трансформаторам 15 и 16 тока.Выходной трансформатор 17 подключен к нагрузке 18, причем первичныеОбмотки подключена к дополнительнымвстречным диодам 19-22, КоммутируюЩие 1.С-контуры 23 и 24 и ЬС-контуры25 и 26 смещения инверторных ячеекподключены к встречньпч диодам 27-30и тиристорам 31-34,Система 35 управления осуществляфт формирование и распределение имНульсов управления между тиристорамиИнверторных ячеек,Генератор работает следующим образом.При подаче переменного напряжения1 щтающей сети на входные выводы генератора с помощью диодно-резистивногомоста 5-8 происходит заряд конденсаторов 10-12 малым током до напряжения, примерно равного амплитудномузначению напряжения питающей сети. 45Величина зарядного тока определяетсяв основном величиной внутреннего сопротивления диодно-резистивного мо,ста. При этом основной выпрямитель1-4 не работает из-за отсутствия имлульсов управления на управляющихпереходах тиристоров.Пуск инвертора осуществляется спредварительно заряженных конденсаторов 10-12. В процессе инвертирования высокочастотного тока последнийпротекает через первичные обмоткитрансформаторов 15 и 16 тока, вторичные обмотки которых через выпрямительные мосты нагружены на управляющие электроды тиристоров выпрямителя, причем один трансформатор обеспечивает управление катодной группой тиристоров выпрямителя, а второй анодной. Импульсы управления тиристорами инверторных ячеек распределены так, что синфазно отпираются тиристоры 3 1 первой ячейки и тиристоры 34 второй, при этом протекают полуволны тока, близкие по форме к синусоидальной по контурам 11, 15, 31, 25, 23, 17 и 11 и соответственно по контурам 12, 17, 24, 26, 34, 16 и 12, при этом коммутирующие конденсаторы ЬС-контуров 23 и 25 и соответственно ЬС-контуров 24 и 26 в сумме заряжаются до напряжения, примерно равного выпрямленному. Это напряжение распределяется между конденсаторами ЬС-контуров 23 и 25 (24 и 26), соединенными последовательно, обратно пропорционально их емкости, причем правые обкладки конденсаторов ЬС-контуров 23 и 25 первой вентильной ячейки будут иметь знак "+", левыеа обкладки конденсаторов ЬС-контуров 24 и 26 второй ячейки - соответственно "-" и "+", что обеспечивает выключение основных вентилей 31 и 34.Далее через диоды 27 первой ячейки и диоды 30 второй полуволнами тока, близкими по форме к синусоидальной, по контурам 27, 15, 11, 17, 23 и 27 и соответственно по контурам 30, 23, 17, 12 и 30 происходит частичный разряд конденсаторов ЬС-контуров 23 и соответственно 1.С-контуров 23 н соотсоответственно 1.С-контуров 24, а конденсаторы ЬС-контуров 25 и 26 не разряжаются, что обеспечивает повышенное обратное напряжение на тиристорах 31 и 34 в течение всего времени протекания тока через встречные диоды 27 и 30, При этом первичные обмотки выходного трансформатора 17 включены в диагонали ячеек так, что токи ячеек, проходя через свои обмотки, формируют в магнитопроводе трансформатора потоки, совпадающие по направлению, т.е, в на.грузке выделяется ток, пропорциональный сумме токов ячеек.Во втором такте отпираются тиристоры 32 первой ячейки и тиристоры 33 второй. При этом протекают полуволны тока, близкие по форме к синусоидальной по контурам 12, 17, 23, 25,32, 16 и 12 первой и по контурам 11, 15, 33, 26, 24, 17 и 11 второй вен.тильных ячеек. Конденсаторы ЬС-контуров 23 и 25 и соответственно ЬС-контуров 24 и 26 перезаряжаются в сум 5 ме до напряжения, примерно равного выпрямленному с полярностью, противоположной полярности первого такта, т,е. правые обкладки конденсаторов ЬС-контуров 23 и 25 первой вентильной ячейки будут иметь знак "-", левые - "+", а обкладки конденсаторов ЬС-контуров 24 и 26 второй ячейки - соответственно +-что обеспе- . чивает выключение тиристоров 32 и 33.Далее включаются диоды 28 первой ячейки и диод 30 второй, через которые полуволнами тока, близкими по форме к синусоидальной по контурам 28, 23, 17, 12, 16, 28 и соответственно по контурам 29, 15, 11, 17, 24 и 29 происходит частичный разряд конденсаторов ЬС-контуров 23 и 24. При этом 25 конденсаторы ЬС-контуров 25 и 26 не разряжаются и обеспечивают повышенное обратное напряжение на тиристорах 32 и 33. В нагрузке выделяется ток, пропорциональный сумме токов30 ячеек, причем по окончании второго такта в нагрузке выделится полный период высокочастотного тока.Для ограничения напряжения на нагрузке 18 в случае значительного 35 увеличения ее сопротивления первичные обмотки трансформатора 17 через вольтодобавочные отпайки подключены с помощью диодов 19, 21 и 20, 22 к разделительным конденсаторам 11 и 12, 40 причем общая точка первичных обмоток соединена с общей точкой этих конденсаторов. Таким образом, в каждом такте напряжение на нагрузке (первичных обмотках) сравнивается с половиной питающего напряжения. В случае превышения напряжением первичных обмоток трансформатора, с учетом вольтодобавочных отпаек, половины питающего напряжения происходит отпирание диодов 19 и 22 в первом такте или диодов 21 и 20 во втором и тем самым напряжение на нагрузке (первичной обмотке) ограничивается на заданном уровне. Количество витков вольтодобавочных отпаек выбирается из условий надежной работы генератора при увеличении сопротивления нагрузки вплоть до холостого хода и составляет 15-207 по отношению к числу витков основной первичной обмотки.При использовании в качестве нагрузки генератора магнитострикционного преобразователя для возбуждения механических колебаний на частоте генератора необходимо производить подмагничивание сердечника постоянным током (поляризацию магнитной системы). Одноячейковые генераторы обладают существенными недостатками, связанными с нелинейностью нагрузки, вслецствие чего проискодит недопустимое перераспределение напряжений на разделительных конденсаторах, а следовательно, на элементах инвертора токов в плечах инвертора и как следствие времени, предоставляемого для восстановления управляемости тиристоров.В генераторе за счет введения второй ячейки появляется возможность управлять тиристорами ячеек так, что оба разделительных конденсатора одновременно участвуют в формировании полуволн высокочастотного тока, создающих магнитные потоки в нагрузке как совпадающие с постоянным полем подмагничивания, так и противоположные ему. Таким образом, перераспределение напряжения между разделительными конденсаторами 11 и 12 существенно снижается.В случае возникновения несимметрии в схеме происходит перераспределение токов высокой частоты, протекающих через трансформатор 15 тока, разделительный конденсатор 11 и трансформатор.16 тока, разделительный конденсатор 12. Причем при увеличении амплитуды тока в плече 11, 15 уменьшается амплитуда тока в плече 12, 16, при этом параметры трансформатора тока выбраны так, что уменьшение тока приводит к выключению тиристоров 3 и 4 анодной группы из-за недостатка тока управления. В случае обратного перераспределения высокочастотного тока (ток в плече 16, 12 больше, чем в плече 11, 15) запира" ются тиристоры 1 и 2 катодной группы. В обоих случаях запирается основной выпрямитель 1-4, генератор "останавливается". Кроме того, трансформаторы 15 и 16 выполняют функции защиты элементов генератора.от выхода из строя при срывах. инвертирования.1390745 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Составитель И. Жеребина Техред А.Кравчук Корректор А. Тяско Редактор В. Данко Заказ 1779/53 Тираж 665 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Рвушская наб.д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1, Тиристорный генератор высокой частоты, содержащий подключенную к входному выпрямителю через Т-образный фильтр инверторную ячейку, состоящую из двух последовательно соединенных тиристоров, общий вывод которых через ЕС-контур смещения соединен с общим выводом встречных диодов, подключенньж, в свою очередь, через ЕС-коммутирующий контур и первичную обмотку выходного трансформатора к первым выводам делительных конденсаторов, вторые выводы которых соединены с общими выводами тиристоров и встречных диодов.и образуют зажимы постоянного тока инверторной ячейки, а управляющие электроды тиристоров подключены к разным каналам системы управления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыШения.надежности работы на нелинейную нагрузку, он дополнительно снабЖен второй аналогичной инверторной ячейкойи дополнительными встречными диодами, выпрямитель выполнен тиристорным, а выходной трансформатор выполнен с двумя первичными обмотками, имеющими вольтодобавочные отПайки, к которым подключены коммутирующие контуры первой и второй инверторных ячеек, имеющих общие выводыпостоянного тока, первые выводы разделительных конденсаторов объединены,а свободные выводы первичных обмотоквыходного трансформатора- соединеныс выводами постоянного тока инверторных ячеек через дополнительныевстречные диоды, причем управляющиеэлектроды тиристоров разных ячеек,соединенных с ра.зноименными выводамипостоянного тока, подключены к одному и тому же каналу системы управления.2, Генератор по п. 1, о т л и - 15ч а ю щ и й с я тем, что он снабжендвумя трансформаторами тока, выпрямительными мостами, дополнительнымиконденсаторами и диодно-резистивными цепями, шунтирующими тиристорывходного выпрямителя, причем первичные обмотки трансформаторов тока включены последовательно с разделительными конденсаторами, вторичные 25обмотки одного трансформатора токачерез выпрямительные мосты, зашунтированные дополнительными конденсаторами, соединены с управляюп(ими электродами тиристоров катодной группывходного выпрямителя, а вторичныеобмотки второго трансформатора токас управляющими электроцами тиристорованодной группы входного выпрямителя.