Инвертор тока

(51) 5 ОПИСАНИЕ ИЗС)БРЕТЕ етоды лючеумка,зова1980 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИ,ЦЕТЕЛЬСТ(56) Дмитриков В.Ф. и др. Теория и манализа преобразователей частоты ивых генераторов. - Киев: Наукова1988, с.7.Руденко В.С, и др. Основы преобртельной техники, - Ы.: Высшая школас.182,Авторское свидетельство СССРМ 1683150, кл.Н 02 М 5/45, 03.03,89(54) ИНВЕРТОР ТОКА (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания повышенной частоты для электротехнологических установок, Целью является повышение надежности. Устр-во содержит мост на четырех тиристорах 2-5 с коммутирующими конденсатором 6, подключенным йараллельно цепи из нагрузки 7 и коммутатора 8, и дросселем 9 в диагонали переменного тока, Мост зашунтирован встречным стабилизирующим диодом 10, К коммутатору подключен датчик напряжения 11, который с источником задания напряжения уставки 12 подключен к устройству сравнения, соединенному с блоком управления 14 коммутатора 8, 3 ил,10 30 выходным выводам, в диагонали переменного тока, зашунтированный встречным ди 40 Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качествеисточника, питания повышенной частоты для электротехнологических установок,Известен инвертор тока, содержащий подключенный к входным выводам через дроссель фильтра однофазный тиристорный мост с коммутирующим конденсатором и нагрузочной цепью вдиагонали переменного тока.Недостатком инвертора тока является низкая надежность, что обусловлено ухудшением условий пуска при изменении сопротивления нагрузки в сторону х,х. Известен также инвертор тока, содержащий подключенный к входным выводам через дроссель фильтра однофазный тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, подключенным параллельно выходным выводам,Недостатком инвертора тока является низкая надежность, что обусловлено ухудшением условий пуска при изменении сопротивлениям нагрузки в сторону к.з,Наиболее близким к изобретению является инвертор тока, содержащий подключенный к входным выводам через дроссель фильтра однофазный тиристорный мост с последовательной цепью из коммутирующего дросселя и коммутирующего конденсатора, подключенного параллельно одом,Недостатком прототипа является низкая надежность, что обусловлено ухудшением условий пуска при изменении сопротивлении нагрузки в сторону к.з.Цель изобретения - повышение надежности инвертора тока,Указанная цепь достигается тем, что в инверторе тока, содержащем подключенный к входным выводам через дроссель фильтра однофазный тиристорный мост с последовательной цепью из коммутирующего дросселя и коммутирующего конденсатора в диагонали переменного тока, зашунтированный встречным диодом, последовательно с выходными выводами включен коммутатор, инвертор снабжей блоком управления коммутатором, датчиком напряжения на коммутаторе, источником задания напряжения уставки и устройством сра:нения, коммутирующий конденсатор подключается параллельно цепи иэ коммутатора и выходных выходов, выходы датчика напряжения на коммутаторе и источника задания напряжения уставки 20 25 45 50 55 подключены к входам устройства сравнения, выход устройства сравнения соединен с входом блока управления коммутатором, выход блока управления коммутатором подключен к коммутатору.На фиг.1 приведена схема ин вертора тока; на фиг,2 - реализация коммутатора; на фиг.3 - реализация блока управления коммутатором,Инвертор тока содержит, подключенный к входным выводам через дроссель фильтра 1 тиристорный мост на четырех тиристорах 2-5 с коммутирующим конденсатором 6, подключенным параллельно цепи из выходных выводов 7 и коммутатора 8, и коммутирующим дросселем 9 в диагонали переменного тока, зашунтированный встречным диодом 10, датчик 11 напряжения на коммутаторе, источник 12 задания напряжения уставки, устройство 13 сравнения и блок 14 управления коммутатором, Выходы датчика напряжения и источника задания напряжения уставки соединены с входами устройства сравнения, выход которого подключен к входу блока управления коммутатором.Инвертор тока работает следующим образом.В начальный момент на выходе источника 12 задания напряжения уставки напряжение пропорционально уровню напряжения на коммутирующем конденсаторе 6, при котором обеспечивается надежный пуск инвертора, коммутатор 8 разомкнут и подаются импульсы управления на тиристоры 2,5 инвертора. Происходит заряд коммутирующего конденсатора 6 от источника питания по цепи 6-5-"-"(источника) -"+" (источника) -1-2-9-6. При этом обеспечивается нарастание тока дросселя фильтра 1 до необходимого уровня, что также улучшает условия пуска, Напряжение на конденсаторе 6 при разомкнутом коммутаторе 8 равно напряжению на выводах последнего, Это напряжение, измеренное датчиком 11, сравнивается с напряжением уставки блока 12 в устройстве 13 сравнения, Как только напряжение на выходе датчика 11 станет равным напряжению на выходе блока 12, что соответствует требуемому уровню заряда коммутирующего конденсатора 6, блок 14 управления замыкает коммутатор 8. Далее подаются импульсы управления на тиристоры 3 и 4 и спустя половину периода - снова на тиристоры 2 и 5. В дальнейшем, если запуск прошел успешно, коммутатор 8 постоянно замкнут, а импульсы управленияна тиристоры 2,5 и 3,4 диагоналей инвертора поступают периодически. Работа инвертора тока на периоде выходной частоты может быть разделена на шесть интерва45 50 55 лов. При этом процессы на каждом полуперибде повторяются.При отпирании тиристоров какой-либо диагонали(первый интервал), например тиристор 2,5, начинаемся колебательный пере- заряд коммутирующего конденсатора 6 (популярность напряжения на нем при включении тиристоров 2,5 соответствует обозначенной на фиг.1) по контурам 6-4-2-96 и 6-5-3-9-6. Одновременно коммутирующий конденсатор 6 разряжается через нагрузку по цепи 6-7-8-6. Ток тиристоров 2 и 5 колебательно нарастает, а ток тиристоров 3 и 4 спадает. В момент равенства нулютока тиристоров 3 и 4 они выключаются. Приэтом конденсатор 6 еще заряжен с исходной полярностью напряжения и происходит включение встречного диода 10 (второй интервал). На втором интервале конденсатор6 перезаряжается по цепям: 6-5-10-2-9-6, 6- 7-8-6 и 6-5- "-" "+" -1-2-9-6. Во время проводимости диода 10 к тиристорам 3 и 4 прикладывается небольшое отрицательноенапряжение, равное падениям напряженийна диоде 10 и противофазных тиристорах 2 и 5 соответственно, На интервале проводимости диода 10 существует замкнутый контур, включающий реактивные элементы 6,9 и отделенный от источника питания, чтообеспечивает жесткость нагрузочных характеристик инвертор и стабилизацию режима при изменении сопротивления нагрузки, После перезаряда конденсатора 6 диод 10 включается. Дальнейший перезаряд конденсатора 6 (третий интервал) происходит по цепям 6-5-"-" "+" -1-2-9-6 и 6-7-8-6 (до момента включения тиристоров 3 и 4). Полярность:напряжения на конденсаторе 6 в момент включения тиристоров 3 и 4 противоположна обозначенной на фиг.1. Далее процессы в инверторе тока протекают аналогично описанным. Коммутатор может быть выполнен на основе встречно-параллельно включенных диода 15 и тиристора 16 (фиг.2). При этом на этапе пуска тиристор 16 закрыт и цепь нагрузки 7 разомкнута, В момент сравнения напряжений датчика 11 и источника 12 блок 14 управления формирует и подает импульс управления на тиристор 16. В дальнейшем прямую полуволну тока нагрузки пропускает тиристор 16 (на него подаются импульсы управления в момент приложенияпрямого напряжения по сигналу датчика 11), а обратную - диод 15. Если тиристор 16 низкочастотный, то импульсы управления после пуска на него можно не подавать, так как он не успевает восстанавливать свои управляющие свойства и не запирается. 10203040 Блок 14 управления коммутатором(фиг.3) содержит нуль-орган 17, выходнойкаскад 18 исхему 19 управления, Если необходимо подавать импульсы упрайления натиристор 16 на каждом периоде выходногонапряжения, то по первому импульсу на ти ристор 16 схема 19 управления переводитисточник 12 задания напряжения уставки врежим, когда на выходе имеется малое напряжение, соответствующее включению тиристора 16 при положительном напряжении на нем около 2-4 В, Если импульсы управления на тиристор 16 после запуска подавать не требуется, то схема 19управления по первому импульсу переводитисточник 12 задания напряжения уставки наболее высокий уровень, при котором нетусловий для формирования импульсов управления,Коммутатор может также выполняться ввиде контактного устройства,По сравнению с известным предлагаемый инвертор тока имеет более высокуюнадежность. При достаточно простой схемесиловой части обеспечивается надежныйпуск. Начальные условия пуска при этом независят от нагрузки, так как она на этапепускового заряда коммутирующего конденсатора отключена. Диапазон изменения сопротивления нагрузки, в которомобеспечивается надежный и устойчивыйпуск, увеличивается в 1,5-2,0 раза. При неудачном пуске инвертора тока происходитсрыв инвертирования, сопровождающийся,как правило, перегрузками по току и перенапряжениями на элементах, что ухудшаетусловия их работы,Повышение надежности оцениваетсяпо времени наработки на отказ. Согласноэкспертным оценкам предлагаемый инвертор тока будет иметь в 1,2-1,3 раза большеевремя наработки на отказ по сравнению сизвестным,Формула изобретенияИнвертор тока, содержащий подключенный к входным выводам через дроссельфильтра однофазный тиристорный мост споследовательной цепью из коммутирующего дросселя и коммутирующего конденсатора в диагонали переменного тока,зашунтированный встречным диодом,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности, последовательно свыходными выводами включен введенныйкоммутатор, инвертор снабжен блоком управления коммутатором, датчиком напряжения на коммутаторе, источником заданиянапряжения уставки и устройством сравнения, коммутирующий конденсатор подключен параллельно цепи из коммутатора и1753564 Составитель Е. СилкиТех е М.Мб гентал Редактор М. Бланар р д р Корректор А. Долини Заказ 2773 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагари выходных выводов, выходы датчика напряжения на коммутаторе и источника задания напряжения уставки подключены к входам устройства сравнения, выход устройства сравйения соединен с входом блока управления коммутатором, выход блока управления коммутатором подключен к коммутатору.