Последовательный тиристорный инвертор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сефз Сфветскик Социалистических Республнн+с присоединением заявки М Н 02 М 7/515 Государствеииый комитет СССР по делам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 1503,79УФимский авиационный институт имени Орджоникидзе 54) ЦОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОРИзобретение относится к устройствам преобразования постоянного токав переменный ток повышенной частотыи может быть использовано преимущественно в качестве источника питания индукционных электротермическихустановок,Известные тиристорные автономные. инверторы 11-3), предназначенные дляработы в качестве источников питания 10индукционных печей и содержащие тиристорные инвертирующие мосты с обратными диодами или диодными мостами,имеют ограниченный диапазон рабочихчастот. 15Цельюизобретения является расширейие диапазона рабочих частот.Цель достигается тем, что в инверторе, содержащем основные инвертирующие ячейки, подключенные к источнику фпитания через входной дроссель, обратные диодные мосты с коммутирующими .С-цепочками в диагоналях пе-.ременного тока, выходнбй трансформаторс двумя первичными обмотками, послед- кбние подключены между анодными и катодными зажимами основных и обратныхячеек.На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого тиристор- ЗО його инвертора; на фиг, 2 - а) диаграммы токов, протекающих через коммутирующие цепочки инвертирующих ячеек; б) диаграмма тока, протекающегб через обмотки трансформатора; в) диаграмма напряжения на тиристоре.За положительные направления токов приняты направления, указанные на фиг, 1 стрелками.Тиристорный инвертор содержит инвертирующие ячейки 1 и 2, состоящие нз тиристорных мостов, выполненных соответственно на тиристорах 3-6, 7- 10, и диодных мостов, выполненных соответственно на диодах 11-14, 15- 18, коммутирующие конденсаторы 19 и 20, включенные последовательно с коммутирующими дросселями 21 и 22 в диагонали переменного тока ячеек 1 и 2, трансформатор 23, первичная обмотка 24 которого подключена началом к анодным вершинам тиристорных мостов, концом - к катодным вершинам диодных мостов, первичная обмотка 25 подключена началом к анодным вершинам диодных мостов, концом - к . катодным вершинам тиристорных мостов, а ко вторичной обмотке 26 подключена нагрузка 27, входной дроссель 28, через который источник питания под-жючается к вершинам тиристорнйхмостов.Инвертор работает в режиме непрерьввного входного тока. Инвертирующие ячейки 1 и 2 включаются противофазно.При включении тиристоров ячейки 1 колебательный ток замыкается через обратные диоды ячейки 2, при включении тирисгоров ячейки 2, колебатель ный ток замыкается через обратные диоды ячейки 1. Так, при включении тиристоров 3, 5 ячейки 1 в течение интервала времени 1 -(фиг 2 а) ток пропускают диодй 18, 16 ячейки 2 таким образом, что образуется замкнутый контур, состоящий из ком"мутирующего конденсатора 19, комму-тирующего дросселя 21 ячейки 1, первичной обмоткой 25 трансформатора 23,коммутирующего конденсатора 20, кбммутирующего дросселя 22 ячейки 2, первичной обмотки 24 трансформатора 23. Полярность коммутирующих конденсаторов 19 и 20 в начальный моментвключения ; тиристоров 3, 5 показана на фиг, 1, где напряжения на указанных конденсаторах в начальный момент складываются. В результате перезаряда "конденсатора 19 и разряда конденсатора 20 через обмотки трансформатора протекает колебательный импульс тока в направлении, указанном на фиг, 2 стрелками.Через тиристоры 3,5 ячейки 1 и диоды 16, 18 ячейки 2. кроме синусоидального тока протекает постоянная составляющая входного тока ячеек инвертора.В момент времени й З, когда колебательный ток, протекающий через диоды 18, 16 становится равным постоянному току, диоды выключаются и ток в обмотках трансформатора 23 спадает до нуля. На этом заканчивается первая четверть цикла работы инвертора.В момент времени 1 з включаются тиристоры 7, 9 ячейки 2 и в течение интервала времени С - С одновременно включены тиристорй 3, 5 ячейки1 й тиристоры 7, 9 ячейки 2. В этом интервале происходит коммутация тока с тиристоров 3, 5 на тиристоры 7, 9 и прохождение через нуль тока в диагонали переменного тока ячейки 1, Той через первичные обмотки трансформатора в этом интервале не протекает.В момент времени 14, когда ток тиристоров 3,5 проходйт через нуль, включаются диоды 13, 11 - процесс повторяется. При этом,колебательный импульс тока протекает через обмОткитрансформатора 23 в том же направлении, как указано на фиг. 1 стрелками.Во время включения диодов 11, 13 к выключающимся тиристорам 3, 5 прикладывается обратное напряжение, равное напряжению на первичных обмотках24, 25 и пропорциональное напряжениена нагрузке 27. Под действием этогонапряжения тиристоры восстанавливаютсвои управляющие сройства.5 В момент времени 1 выключенияБдиодов 11, 13 заканчивается втораячетверть цикла работы инвертора. Затем включаются тиристоры 4, 6 ячейки1 и в течение интервала времени Ю" колебательный импульс токапроводят тиристоры 4, 6 и диоды 16,17, Этот импульс тока протекает через обмотки трансформатора в направлении, указанном на фиг. 1 стрелками.15 С выключением диодов 15, 17,в момент временизаканчивается третьячетверть цикла работы инвертора. Затем включаются тиристоры 8, 10ячейки 2 и в течение интервала вре, мени 1 - 19 колебательный импульстока проводят тиристоры 8, 10 идиоды 12, 14. Этот импульс тока такжепротекает через обмотки трансформатора в направлении, указанном нафиг. 1 стрелками.С выключением диодов 12, 14 в момент времени 1 заканчиваетсяполный цикл работы инвертора. Затемвновь включаются тиристоры 3,5 ячейки 1.30 В течение одного цикла работы инвертора через первичные обмоткитрансформатора протекают в одномйаправлении четыре синусоидальных импульса тока и в нагрузке формируется 38 четыре полных периода выходного тока.Таким образом, частота выходного токаинвертора в четыре раза превосходитчастоту работы каждого тиристора,ивремя, предоставляемое тиристорам 40 для восстановления их управляющихсвойств, равно периоду выходного то-.ка за вычетом небольшого интервалавремени, в течение которого происходиткоммутация тока с тириеторов одной 4:инвертирующей ячейки на тиристорыдругой ячейкиОбратное напряжение,прикладываемое к тиристорам, равнонапряжению на первичных обмотках нагрузочного трансформатора, что позволяет ограничивать время, предостав ляемое тиристорам на восстановлениеуправляющих свойств паспортным значением для данного типа тиристоров,Следует заметить, что подключениеисточника питания к вершинам тиристорных мостов обусловлено тем, что прилюбом другом подключении (к вершинам диодных мостов или к среднимточкам первичных обмоток трансформатора) через первичные обмотки, транс форматора, наряду с колебательнымиимпульсами тока прежней амплитуды,,будет протекать постоянный ток, раввый входному току инвертора. Этотпостоянный ток будет оказыватьподмагничивающее действие на сер652669 Формула изобретения дечник трансформатора, что может привести к его насыщению,В предлагаемом тиристорном инвертоэе достигается учетверение частотЫвыходного тока при увеличенном обратном напряжении, прикладываемом к тиристорам, что позволяет значительно аподнять верхнюю границу диапазонарабочихчастот,Последовательный тиристорный инвертор, содержащий основные мостовые инвертирующие ячейки, подключенные ко входным выводам через входной дрос-ц сель, обратные диодные мостовые ячей" ки, имеющие в диагоналях переменного тока общие коммутирующие .С-цепочки, выходной трансформатор с двумяпервичными обмотками, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот,указанные первичные обмотки подключены между анодными и катодными зажимами основных и обратных ячеек. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе,1. Авторское свидетельство Р 367510, кл. Н 02 И 7/72, 1973. 2, Труды Уфимского авиационного института, вып. 48, 1973, с. 78. 3. Авторское свидетельство 9 286043, кл. Н 02 М 7/52, 1970.652669 Составитель Г. Вотчиц ор Л. Баглай Техред СМигай Кктор В, Куприянов Тираж 856Пдарственного комитета СССРделам изобретений и открытий35, Москва, Ж, Раушская наб., д. 74/52 ИПИ Г фил ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектна