Инвертор

."5 ца 3 РЕТЕ ПАТЕН ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(73) Малое внедренченское предприятие(57) Использование: в преобразовательной технике для индукционного нагрева металлов. Сущность изобретения: устройство содержит тиристоры (1-4) и обратные диоды (5 - 8), соединенные с полуобмотками (19, 20, 26, 27) фильтровых дросселей 18, 25, Параллельно обратным диодам подключены фил ьтровые конденсаторы (12, 13). К дополнительным тиристорам (14, 15) подключены дополнительные обратные диоды (16, 17). Магнитные сердечники дросселей работают с полным циклом перемагничивания, при этом благодаря дросселям создается запирающее напряжение на тиристорах на интервале восстановления их управляемости.1 ил.5 10 Предлагаемое изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для индукционного нагрева металлов.Известен инвертор, содержащий тиристорный мост, подключенный диагональю постоянного тока к выводам источника питания, причем в диагонали переменного тока моста включена последовательная цепочка иэ коммутирующего дросселя, конденсатора и цепи нагрузки, а встречно-параллельно тиристорному мосту включен мост обратных диодов.Недостатком инвертора является низкое выходное напряжение и низкая надежность ввиду того, что схема не обеспечивает паспортное время восстановления тиристоров из-за нулевого обратного напряжения на тйристорах в интервале восстановления управляемости,Найболее близким по технической сущности к предлагаемому является инвертор с повышенным выходным напряжением, содержащийдве цепочки из двух последовательно соединенных тиристоров, зашунтированных обратными диодами, общие точки тиристоров обеих цепочек соединены между собой через последовательно подключенные коммутирующий конденсатор, коммутирующий дроссель и цепь нагрузки, первая последовательная цепочка тиристоров подключенав прямом направлении к входным выводам и снабженный двумя фильтровыми дросселями, атакже двумя дополнительными тиристорами, зашунтированными обратными диодами и фильтровым конденсатором, подключенным параллельно второй последовательной цепочке тиристоров, причем первая и вторая последовательные цепочки тиристоров соединены одноименными выводами через фильтровые дроссели, а разноименными выводами через дополнительные тиристоры, каждый из которых подключен к соответствующему входному выходу в прямом направлении.Недостатком мостового инвертора является то, что напряжение на тиристорах в интервале восстановления близко к нулю, что увеличивает вдвое их реальное время восстановления и снижает надежность работы инвертора,Целью изобретения является повышение надежности путем создания обратного напрякения на тиристорах в интервале восстановления управляемости.Поставленная цель достигается тем, что инвертор, содержащий две цепочки из двух последовательно соединенных тиристоров и две цепочки из двух последовательно со 15 20 25 30 35 40 45 50 55 единенных обратных диодов,причем общая точка каждой диодной последовательной цепочки соединена с общей точкой одной из тиристорных последовательных цепочек, а общие точки тиристорных последовательных цепочек соединены через последовательно включенные коммутирующий конденсатор, коммутирующий дроссель и цепь нагрузки, параллельно каждой цепочке диодов включены фильтровые конденсаторы, причем последовательные цепочки обратных диодов соединены между собой разноименными выводами через дополнительные тиристоры, подключенные встречно по отношению к обратным диодам, а к катоду каждого дополнительного тИристора подключен дополнительный обратный диод, катод которого соединен с анодным выводом соответствующей тиристорной цепочки, а также два фильтровых дросселя; инвертор снабжен фильтровыми дросселями, которые выполнены на магнитных сердечниках и включены между одноименными выводами последовательных диодных цепочек, причем средние точки обмоток дросселей подключены к соответствующим выводам источника питания, а первые и вторые полуобмотки каждого фильтрового дросселя снабжены дополнительными промежуточными выводами, которые соединены с соответствующими выводами тиристорных цепочек.Заявителю и авторам известно включение дополнительного коммутирующего трансформатора, первичная обмотка которого включена параллельно диагонали переменного тока моста для создания запирающего напряжения. Однако для этого необходимо применение специального коммутирующего трансформатора, что увеличивает массогабаритные показатели установки, Известно также для создания запирающего напряжения на тиристорах применение фильтрового дросселя, выполненного на магнитном сердечнике, имеющего кроме двух основных обмоток шесть дополнительных, Однако и в таком варианте массогабаритные показатели и стоимость установки остаются чрезмерно большими,В предложенном инверторе для этих целей используются два фильтровых дросселя, являющиеся органическими частями схемы инвертора, части обмотки которых включены последовательно с тиристорами, Число витков. частей обмоток, включенных последовательно с тиристорами, определяется по формулеЧобр,т,ГО01огде Чбр, - оптимальная величина обратно- Инвертор работает следующим обраго запирающего напряжения на тиристоре зом,согласно справочным данным Чобр,т = 30- При включении тиристоров 1, 4 и допол 50 В); нительного тиристора 15 начинается зарядЧ - напряжение, прикладываемоекоб коммутирующего конденсатора 9 до помотке, равное входному напряжению ин- лярности указанной на схеме г рхнимивертора; знаками "+" и "-" в контуре 12-21-1 9-10 Ю - число витков обмотки. 11 - 4 - 31 - 13 - 15 - 12, При этом к обмоткеНа чертеже представлена принципи- фильтрового дросселя 18 прикладываетсяальная электрическая схема инвертора. 10 напряжение фильтрового конденсатора 12Инвертор содержит две цепочки из по- в контуре 12 - 19 - 20-15 - 12, а к обмоткеследовательно соединенных тиристоров 1, фильтрового дросселя 25 - напряжение2 и 3, 4, две цепочки из последовательно фильтрового конденсатора 13 в контуре 13 соединенных обратных диодов 5, 6 и 7, 8. 15 - 26-27-13,Общие точки тиристоров 1, 2 и обратных 15 К концу первого полупериода собствендиодов 5, 6 соединены между собой. Соеди- ной частоты коммутирующегоС-контура 9,нены также между собой общие точки тири, коммутирующий конденсатор 9 заряжасторов 3, 4 и обратных диодов 7, 8, Между ется до напряжения большего, чем суммаобщими точками тиристоров 1, 2 и 3, 4 вклю- напряжений фильтровых конденсаторов 12,чены последовательно коммутирующий 20 13, ток тиристоров 1, 4 и дополнительногоконденсатор 9, коммутирующий дроссель тиристора 15 спадает до нуля, Во второй10 и цепь нагрузки 11, Паоаллельно обрат- полупериод происходит частичный разрядным диодам 5, 6 подключен фильтровый коммутирующего конденсатора 9 в контуреконденсатор 12, а параллельно обратным 9 - 5 - 12 - 17 - 24 - 13 - 8 - 11 - 10 - 9.диодам 7, 8 - фильтровый конденсатор 13. 25 При этом к полуобмотке 19 и к частиКатоды обратныхдиодов 5,7 соединены че- обмотки 23 фильтрового дросселя 18 прирез обмотку фильтрового дросселя 18, а кладывается напряжение фильтрового конаноды обратных диодов 6, 8 - через обмотку денсатора 12 и в контуре 12-19 - 23 - 17 - 12, а. фильтрового дросселя 25. Средняя точка к обмотке фильтрового дросселя 25 приклаобмотки фильтрового дросселя 18 подклю дывается напряжение фильтрового конденчена к положительному выводу источника сатора 13 за вычетом падения напряженияпитания, а средняя точка обмотки фильтро- на части обмотки 24 фильтрового дросселявого дросселя 25 - к отрицательному выводу 18 в контуре 13 - 24 - 17-26 - 27 - 13. Эти наисточника питания, Дополнительный тири- пряжения трансформируются в части обмостор 14 подключен анодом к катоду обрат ток 21, 31 и 24 и прикладываются кного диода 5, а катодом - к аноду обратного дополнительным тиристорам 1, 4, 15 в запидиода 8. Дополнительный тиристор 15 под- рающей полярности через открытые обратключен анодом к катоду обратного диода 7, ные диоды 5, 8; и дополнительный обратныйа катодом - к аноду обратного диода 6, До- диод 17 в контурах 21 - 5-1 - 21. 31-4-8-31,полнительный обратный диод 16 и обрат, 24 - 17-15-24. К концу второго полупериоданый диод 8 соединены, анодами, Также частичный разряд коммутирующего конденсоединены анодами дополнительный об- сатора 9 заканчивается и обратные диоды 5,ратный диод 17 и обратный диод 6, Катод 8 и дополнительный обратный диод 17 задополнительного обратного диода 16 соеди- крываются,нен с анодом тиристора 1, а катод дополни При включении тиристоров 2, З.и дополтельного обратного диода 17 - с анодом нительноготиристора 14 начинается третийтиристора 3. полупериод, в течение которого происходитАнодтиристора 1 подключен кдополни- перезаряд коммутирующего конденсаторательному промежуточному выводу полуоб до полярности указанной на схеме нижнимотки 19 (21 и 22 - части обмотки фильт ми знаками "+" и "-" в скобках в контурерового дросселя 18), а анод тиристора 3 - к 13 - 24 - 3-11 - 10 - 9 - 2 - 28 - 12 - 14-13, Полярпромежуточному дополнительному выводу ность напряжения на обмотках фильтровыхполуобмотки 20 (23 и 24 - части, обмотки дросселей 18, 25 меняет свой знак, так какфильтрового дросселя 18). Катод тиристора к обмотке фильтрового дросселя 18 прило 2 подключен к промежуточному дополнй жено напряжение фильтрового конденсатотельному выводу полуобмотки 26 (28 и 29 - ра 13 в контуре 13 - 20-19 - 14-13, а к обмоткечасти обмотки фильтрового дросселя 25); а фильтрового дросселя 25 - напряжениекатод тиристора 4- промежуточномудопол- фильтрового конденсатора 12 в контуре 12 -нительному выводу полуобмотки 27(30 и 31 - 14 - 27-26-12. Этим обеспечивае гся работачасти обмотки фильтрового дросселя 25). магнитных сердечников фильтповых дрос1787311 подбора оптимального числа витков частейобмоток 21, 24, 28, 31. Составитель Л. ЗуевскаяТехред М.Моргентал Корректор Н, Гунько Редактор Заказ 1275 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 с:.лей с полным циклом перемагничивания.К концу третьего полупериода коммутирующий конденсатор 9 перезаряжается до напряжения большего, чем сумма напряженийфильтровых конденсаторов 12, 13, ток тиристоров 2, 3 и дополнительного тиристора 14 .спадает до нуля,В четвертый полупериод происходитчастичный разряд коммутирующего конденсатора 9 в контуре 9 - 10 - 11 - 7 - 13-16- 1021 - 12-6 - 9. При этом в части обмотки 22 и кполуобмотке 20 фильтрового дросселя 18прикладывается напряжение фильтровогоконденсатора 13 в контуре 13-20-22 - 16 - 13,а ко всей обмотке фильтрового дросселя 25 15прикладывается напряжение фильтровогоконденсатора 12 за вычетом падения напряжения на части обмотки 21 фильтровогодросселя 18 в контуре 12 - 21-16-27-26 - 12,Эти напряжения трансформируются в части 20обмоток 28, 24 и 21 и прикладываются ктиристорам 2, 3 и дополнительномутиристору 14 через открытые обратные диоды 6,7, и дополнительный обратный диод .16 взапирающей полярности в контурах 28-2- 256-28, 24-7 - 3-24, 21 - 16-14 - 21, К концу четвертого полупериода частичный разрядкоммутирующего конденсатора 9 заканчивается и обратныедиоды 6,7 идополнительный обратный диод 16 закрываются.30При отпирании тиристоров 1, 4 и дополнительного тиристора 15 процессы в схемеинвертора повторяются.Таким образом, благодаря использованию фильтровых дросселей, выполненных 35на магнитных сердечниках, части обмотоксоздают напряжение на тиристорах на интервале восстановления их управляемостипредставляется возможным существенноуменьшить время восстановления управ.ляемости тиристоров и, как следствие, по высить надежность работы инвертора,Максимальный эффект обеспечен путем Формула изобретения Инвертор, содержащий две цепочки из двух последовательно соединенных тиристоров и две цепочки из двух последовательно соединенных обратных диодов, причем общая точка каждой диодной последовательной цепочки соединена с общей точкой одной из тиристорных последовательных цепочек, а общие точки тиристорных последовательных цепочек соединены через последовательно включенные коммутирующий конденсатор, коммутирующий дроссель.и цепь нагрузки, параллельно каждой цепочке диодов включены фильтровые конденсаторы, причем последовательные цепочки обратных диодов соединены между собой разноименными выводами через дополнительные тиристоры, подключенные встречно по отношению к обратным диодам, а к катоду каждого дополнительного тиристора подключен дополнительный обратный диод, катод которого соединен с анодным выводом соответствующей тиристорной цепочки, а также два фильтровых дросселя, отл ич а ю щи й с я тем; что, с целью повышения надежности путем создания обратного напряжения на тиристорах на интервале восстановления управляемости, фильтровые дроссели выполнены на магнитных сердечниках и включение между одноименными выводами последовательных диодных цепочек, причем средние точки обмоток дросселей подключены к соответствующим выводам источника питания, а первые и вторые полуобмотки каждого фильтрового дросселя снабжены дополнительными промежуточными выводами, которые соединены с соответствующими выводами тиристорных цепочек,