Высоковольтный инвертор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК Н 02 М 7/ НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ нныи институт е.Муль8)ельст7/523 енк о СССР1977.СССР1977.СССР1984,ство /523 ство 7/5 Р к преобет приния повыНВЕР ится и мо пит ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(46) 15,08.88. Бюл.(71) Уфимский авиацио им. Серго Орджоникидз (72) А.В.Иванов и М.М (53) 621,3 14,572(088 (56) Авторское свидет678617, кл. Н 02 МАвторское свидетел 9 660173, кл. Н 02 МАвторское свидетел1182614, кл. Н 02 М (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ И (57) Изобретение отно разовательной технике меняться в источниках,ЯО 14171 щенной частоты различных электротехнологических установок. Цель изобретения - повьппение КЦД и расширениедиапазона регулирования. Устройствосодержит последовательную цепь издросселей 1-4 и конденсаторов 5-8,чередующихся с тиристорами 9-12, зашунтированными обратными диодами 1316. Аноды тиристоров через дроссели17, 19, 21, 23 связаны с положительным входным выводом, а катоды черездроссели 18, 20, 22, 24 - с отрицательным. Импульсы от блока управленияпоступают поочередно на группу четных 10, 12 и нечетных 9, 11 тиристо"ров. Для формирования выходного токаиспользуется как прямой, так и обратный перезаряд конденсаторов, 3 ил.Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в преобразователях повьппенной частоты для электротермии и 5 электротехнологии.Целью является повышениеКПД и расширение диапазона регулирования.На фиг. 1 приведена схема высоковольтного инвертора; на фиг. 2 - то 10 же, пример выполненищ на фиг . 3 временные диаграммы токов и напряжений в них.Высоковольтный инвертор (фиг. 1) содержит подключенную к выходным вы водам последовательную цепь иэ коммутирующих дросселей 1-4 и конденсаторов 5-8, чередующихся с вентильными парами, образованными тиристорами 9-12 и обратными диодами 13-16, при- О чем аноды тиристоров связаны с положительным, катоды - с отрицательным входными выводами через фильтрующие дроссели 17-24. Четные вентильные пары 10, 14 и 12, 16 включены в пос ледовательную цепь встречно нечетным парам 9, 13 и 11, 15. Блок управления на фиг. 1 не показан,В примере выполнения высоковольтного инвертора (фиг. 2) коммутирующие дроссели соединены друг с другом и с одним из выходных выводов (в этом случае дроссели могут быть выполнены в виде единой конструкции дросселя с индуктивностью, равной сумме иццуктивностей дросселей 1-4).Высоковольтный инвертор работает следующим образом.Импульсы от блока управления пос тупают поочередно на группы нечетных и четных тиристоров, Посде подачи первого импульса на тиристоры нечетной группы 9 и 11 вместе с медленным нарастанием токов в дросселях 17, 18, 45 21 и 22 через дроссели 19 и 24 заряжаются конденсаторы 5 и 8, а через дроссели 23 и 20 - конденсаторы 7 и 6. При поступлении от блока управления импульсов на тиристоры четной группы 10 и 12 конденсаторы 5-8, предварительно заряженные напряжением полярности, показанной на фиг. 1, перезаряжаются по контуру 8-4-9-1-5-10-2-6- 11-3-7-12 - нагрузка, Ранее включен,55 ные тиристоры 9 и 11 выключаются, после чего ток перезаряда проходит через диоды 13 и 15, при этом тиристоры 9 и 11 восстанавливаются. После выключения диодов 13 и 15 конеденсаторы 5-8 заряжаются напряжением обратной полярности - токами дросселей 17,22, 21 и 18, при этом токи в дросселях 19, 20, 23 и 24 медленно нарастают, При поступлении управляющих импульсов на тиристоры 9 и 11 цикл пере"заряда начинается снова и через несколько периодов токи и напряжения всхеме нарастают до установившегосязначенияВременные диаграммы токов и напряжений в установившемся режиме, показаны на фиг. 3,В момент С, когда проводят токтиристоры 10 и 12, поступают управляющие импульсы на тиристоры 9 и 11 ипроисходит разряд предварительно заряженных конденсаторов по цепи 12-7-311-6-2-10-5-1-9-4-8 - нагрузка.В моментвключаются тиристоры10 и 12 и диоды 14 и 16. Интервалвремени 1 -С, в течение которого через диоды 14 и 16 протекает полуволиатока, к тиристорам 10 и 12 приложенообратное напряжение, равное прямомупадению напряжения на диодах, и тиристоры восстанавливают свою управляемостьВ момент С диоды выключаются, ктиристорам 10 и 12 прикладываетсяпрямое напряжение, равное сумме напряжений на конденсаторах, коммутирующих дросселях и нагрузке, При этомконденсаторы восполняют энергию, затраченную при перезаряде в нагрузке,за счет токов дросселей и напряжениена них имеет полярность, показаннуюна фиг. 1.В моментвключаются тиристоры10 и 12 и за счет обратного перезаряда конденсаторов по цепи 8-4-9-15-10-2-6-11-3-7-12 - нагрузка начинается формирование другой полуволнытока нагрузки, При этом процессы всхеме аналогичны процессам при формировании первой полуволны тока, Вмомент с включаются тиристоры 9 и111 и ток начинают проводить диоды 13и 15. В моментпоследние выключаются и включенными остаются тиристоры 10 и 12, через которые током дросселей дозаряжаются конденсаторы 5-8. В моментвновь поступают импульсы на нечетные тиристоры и начинается следующий цикл работы инвертора.з141714Таким образом, для формирования выходного тока используется как прямой, так и обратный перезаряд коммутирующих конденсаторов. Поскольку коммутация тиристоров обеспечивается не второй, а первой полуволной тока коммутирующего контура, инвертор работоспособен при больших величинах затуханий (не 0,8-1 как в известных схе О мах, а 1,2-1,6), что позволяет получить на выходе большее. напряжение,Инвертор имеет более высокий КПД при работе на длинный фидер питания нагрузки Использование инвертора, 15 изображенного на фиг. 2, кроме упрощения конструкции, позволяет частично или полностью заменить коммутирующие дроссели индуктивностью фидера.Предлагаемый высоковольтный инвер О тор при работе на резонансную нагрузку (индуктор с компенсирующей батареей конденсаторов) имеет более широкий диапазон регулирования.25поскольку в спектре выходного тока .отсутствует вторая и другие четные гармоники, возможно снижение частоты без возникновения кратных резонансов на 30-40 Х, что расширяет диа- ЭО паэон регулирования мощности. Увели.ченный диапазон изменения частоты позволяет испольэовать данный инвертор для питания группы резонансных нагру 74зок, настроенных на различные частоты с поочередной настройкой на резонанс в каждой из них, а также расширяет функциональные возможностиисточника питания,Ф о р м у л а и э о б.р е т е н и яВысоковольтный инвертор,содержащий подключенную к выходным выводам последовательную цепь иэ коммутирующих ЬС-контуров, чередующихся с соответствующими им вентильными парами, образованными тиристором и обратным диодом, причем аноды тиристоров связаны с положительным, катоды, - с отрицательным входными выводайи через фильтрующие дроссели, а управляющие выводы тиристоров подключены к соответствующим выходам блока управления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД и расширения диапазона регулирования, установлено четное число вентильных пар и ЬС-контуров, четные вентильные пары включены в последовательную цепь- встречно нечетным, а блок управления выполнен двухтактным, причем управляющие выводы четных и нечетных тиристоров подключены соответственно к выходам блока управления, формирующим противофаэные последовательности импульсов.Р,47,Ю УЮ 17 Й,б 9 РВ 7 З,О ЩД Ф, Рб Вениной Лжи Рб,П, 7 а,л Фу 8 р 6 у ЯСоставитель И.Жеребинактор А.Лежнина Техред М.Ходанич Романенк орре Заказ 407 одписное итета ССС ВН ткрытии 1303 аб д,зводственно-полиграфическое рия ЙиТираж 665 ПИ Государственного ко о делам изобретений и Москва, Ж, Раушска