Статический преобразователь частоты

и 886167 Союз СоветскихСоцмалмстмческмхреспубики ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл,Н 02 М 5/458//Н 02 Р 13/18 1 Ьеуааретенавй кеиктет СССР ав делан кзебретекик и еткрцткй(53) УДК 621.314.572(088 8) Дата опубликования описания 30 .1 1. 81 Ц А ЗФ(72) Авторы изобретения А, К. Белкин, Ф. Ш Абсалямов, Л. И. Ги Е. Н. Клименков И ",."- жонихкрирдзе " Уфимский авиационный институт им. Ор(54) СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в технике индукционного нагрева и плавки металлов. Известен статический преобразователь, содержащий источник питания. блок защиты и управления инвертором и автономный инвертор, состоящий из тиристорного моста с коммутирующим конденсатором в одной диагонали, другая диагональ которого образована последовательно соединенными пер" вичной обмоткой коммутирующего трансформатора, магнитосвязанной со15 вторичной разделительным конденсатором и нагрузкой. Источник питания подключен одним выводом через входной дроссель к разделительному конденсатору, а вторым выводом к нагрузке, вторичная обмотка коммутирующего трансформатора через отсекающий диод подключена параллельно последовательной цепочке, состоящей из разделительного конденсатора и нагрузки 11Известен также статический преобразователь, содержащий источник питания, блок защиты и управленияинвертором и последовательный автономный инвертор,состоящий из подключенных к источнику питания через входные дроссели двух тиристорных мостов с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока, и подключенных параллельно мостам через выходные выводы двух цепочек, каждая из которых состоит из последовательно соединенных через вспомогательный диод фильтровых конденсаторов, причем один иэ магнитносвяэанных коммутирующих дрос" селей подключен параллельно одному из фильтровых конденсаторов и последовательно с ним соединенному вспомогательному диоду, а другой магнитносвяэанный с первым коммутирующий дроссель подключен параллельно дру886167 гому фильтровому конденсатору и последовательно с ним соединенному вспомогательному диоду той же це" почки 21.Наиболее близким к предлагаемому является статический преобразователь частоты, содержащий блок питания постоянного тока, последовательный автономный инвертор, состоящий из двух мостовых ячеек с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного. тока, а также блок управления и защиты инвертора 133.Однако в известном преобразователе при изменении параметров наггрузки напряжения на элементах схемы инвертора могут существенно повышаться, что приводит к срыву инвертирования и выходу из строя силовых элементов преобразователя, Это снижает надежность работы преобразователя.Цель изобретения - повышение надежности за счет исключения срывов инвертирования при перегрузках,Поставленная цель достигается тем, что в статическом преобразователе частоты, содержащем блок питания постоянного тока, последователь" ный автономный инвертор, состоящий из двух мостовых ячеек с коммутирующими кондесаторами в диагоналях переменного тока, а также блок управления и зациты инвертора, блок питания постоянного тока выполнен в виде управляемого выпрямителя с системой импульсно-Фазового управления, а в преобразователь введены два датчика напряжения и пороговый элемент, причем входы датчиков напряжения подключены к соответствую. щим коммутирующим конденсаторам, выходы - ко входам порогового элемента, а,выход порогового элемента соединец со входом системы импульенофазового управления выпрямителя. На чертеже изображен статический преобразователь, принципиальная схе" ма..Статический преобразователь частоты содержит блок 1 питания, блок 2 управления и эациты инвертора и последовательный автономный инвертор, состоящий из двух мостовых яче ек 3 и 4 (тиристоры 5-8 ячейки З.и тиристоры 9-12 - ячейки 4) с коммутирующими конденсаторами 13 и 14 в диагоналях переменного тока, подклюфченных к выводам источника 1 питания через дроссели 15-18 фильтра.Конденсаторы 19 и 20 фильтра подключены через первичные обмотки 21 и22 коммутирующих дросселей 23 и 24параллельно ячейкам 3 и 4 и выходнымвыводом нагрузки 25, образованнымкатодными группами (тиристоры 7,8 и11,12) этих ячеек, Каждая вторичнаяа обмотка 26 и 27 коммутирующего дросселя 23 и 24 через отсекающие диоды28 и 29 подключена к обкладкам Фильтрового конденсатора 20 и 19 чротивофазной ячейки 4 и 3. Блок 1 питания15 выполнен на базе регулируемого выпрямителя 30 с системой 31 фазового управления. Датчики 32 и ЗЗ напряжениякоммутирующих конденсаторов 13 и 4подключены к пороговому элементу 34,26 соединенному с системой 31 фазовогоуправления выпрямителя 30.Преобразователь в квазиустановившемся режиме работает следующим образом,И фильтровые конденсаторы 19 и 20нормально заряжены до напряжения источника 1 питания через дроссели 15,7 и 16, 18 фильтра,и первичные обмотки 21 и 22 коммутирующих дросселейр 23 и 24, .Пусть коммутирующие конденсаторы 13 и 14 имеют полярность напряжения, указанную на чертеже, Приподаче импульсов управления блоком2 защиты и управления инввртором на3 тиристоры 5 и 7 коммутирующий конденсатор 13 начинает колебательно пе"резаряжаться через тиристоры 5 и 7,нагрузку 25 и первичную обмотку 21коммутирующего дросселя 23. Как только ток тиристоров 5 и 7 перейдет через максимальное значение, полярностьнапряжения на обмотках 2 и 26 комму"тирующего дросселя 23 меняется напротивоположную. При достижении напряжения на обмотке 26, равного напряжению Фильтрового конденсатора 20,включается отсекающий диод 28, сбрасывая излишнюю: реактивную энергиюкоммутирующего дросселя 23 на фильтровый конденсатор 20. Ток тиристоров5 и 7 при этом резко падает и онивыключаются. Аналогично протекаютпроцессы дапее при включении тиристоров 9,11; 6, 8 и 10 и 12. И При индукционном нагреве и плавкеметаллов параметры системы "индуктор 3металл меняются в широком диапазоне, Поэтому в ходе технологических5процессов может иметь место режим, при котором напряжения на элементах схемы инвертора превысят номинальные. В результате произойдет срыв инвертирования и выход из строя силовых элементов преобразователя.Для предотвращения срывов инвертирования контролируют напряжение на коммутирующих конденсаторах 13 и, 14 с помощью датчиков 32 и 33 напряжения. Как только оно превысит допустимое, выше которого происходит срыв инвертирования, срабатывает. пороговый элемент 34. Сигнал с датчиков 32 и 33 напряжения проходит через пороговый 1 элемент, воздействуя на систему 31 фазового управления выпрямителя 30, снижая выпрямленное напряжение, т.е, снижая напряжение на входе инвертора, а значит и на всех его элементах, до номинального. Тем самым исключается срыв инвертирования и повышается надежность работы преобразователя. 886 Формула изобретения Статический преобразователь .частоты, содержащий блок питания постоянного тока, последовательный автономный инвертор , состоящий аиз двух мостовых ячеек с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока, а также блок.управления и защиты инвертора, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности за счетисключения срывов инвертированияпри перегрузках, блок питания постоянного тока выполнен в виде управр ляемого выпрямителя с системой импульсно-фазового управления, а в.преобразователь введены два датчика напряжения и пороговый элемент,причем входы датчиков напряженияподключены к соответствующим ком. мутирующим конденсаторам, выходы -ко входам порогового элемента, а выход порогового элемента соединен совходом системы импульсно-фазовогоур управления выпрямителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 587578, кл. Н 02 М 7/515, 1,977.2. Тиристорные преобразователичастоты для индукционного нагреваметаллов. Межзвуковский научный сборник трудов. Уфа, 1976, Ф 6, с. 14,рис.3. Авторское свидетельство СССРВ 599324, кл. Н 02 М 7/55, 97788667 " Составитель А, СытинРедактор Е. Дичинская Техред И,Асталоа: Корректор М,писное П Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 каз 10555/74 Тираж 733 ВНИК 1 И Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра