Автономный последовательный инвертор

1) Заявите ЙИ 1 ЛИОУфимский авиационный институт имени Орджо ТОНОМНЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ(54 ИНВЕРТ Изобретение относится к преобразо вательной технике и может найти применение в технике индукционного нагрева и плавки металлов.Известен последовательный инвертор, содержаший тиристорный мост с встречно-параллельными диодами, коммутирующую ЬС-цепь в диагонали этого моста, а также нагрузочную цепь, подключенную через входной дроссель к источнику пита ния и содержашую разделительный конде сатор, причем последовательно с .коммутйруюшей )С-цепью включен дополнитель ный дроссель, шунтированный парой встречно-параллельных тиристоров 1 ,Недостатками данного последовательного инвертора являются пониженный КПД из-эа потерь в дополнительном д селе и невозможность получения выход.- ного регулируемого напряжения выше напряжения источника питания.Известен резонансный инвертор с уд воением,выходного напряжения, состоящий из двух тиристорных мостов, каждыиз которых имеет коммутирующий контурв диагонали переменного тока и входной дроссель в диагонали постоянноготока, и систему управления, содержащуюсвязанные между собой задающий гене 5 ратор, первый распределитель и выходные формирователи импульсов, подключенные к управляющим переходам тиристоров соответствующих групп каждого иэмостов, при этом вход цепи обратной 1-1 О связи соединен с выходными выводами; инвертора, а выход - с входом блоказадержки, выход которого соединен с входом второго распределителя, причем выходы второго распределителя связаны с15входами выходных формирователей соответствующих групп тиристоров каждого рос- из мостов 2.Недостатками этого инвертора явля 20ются невозможность регулирования выходного напряжения выше йапряженияисточника питания и сложность схемы,Наиболее близким по технической су 1 цй,. ности к предложенному является авто3 9668номный последовательный инвертор, содержащий два встречно, включенных тиристорных моста, подсоединенных черезразделительные диоды и обший входнойдроссель к источнику питания, причемпротивофазные плечи указанных мостовсоединены между собой через общие коммутируюшие дроссели, средние точки которых образуют общие выводы переменного тока, к которым через коммутиру Оюший .конденсатор подсоединена нагрузка, а к выводам постоянного тока мос.тов подключены конденсаторы фильтра 3.Недостатки данного инвертора - невозможность дискретного регулирования выходного напряжения, которое необходимо при открытой и вакуумнойплавке металлов, а также при литье алюминия в электромагнитный кристаллизатор невозможность получения выходного регулируемого напряжения выше напряжения источника питания.Цель изобретения - расширение диапазона регулирования выходного напряжения инвертора,Для достижения поставленйой цели параллельно каждому из фильтровых конденсаторов подключена цепочка, состояц;аяфиз последовательно соединенных дополнительного фильтрового конденсатора и диода, шунтированного встречным тиристором.На чертеже приведена принципиальная электрическая схема автономногопоследовательного инвертора,Автономный последовательный иивертор содержит два моста 1, 2, подключенные через разделительные диоды 36 и входной дроссель 7 к источнику питания 8, в обшую диагональ переменноготока которых включена последовательная. цепочка из коммутирующего конденсатора9 и нагрузки 10, а диагональ постоянноготока образована фильтровыми конденса, торами 11, 12. В каждом из мостов двасинфазных плеча образованы тиристорами прямого тока 13-16, а два другихтиристорами встречного тока 1.7-20 противофазные плечи которых (13, 16; 18,19; 14, 15; 17, 20) соединены между Особой через коммутирующие дроссели 21,22; блок управления 23 тиристорамивстречного тока 17-20 и блок управления тиристорами прямого тока 13-16,состоящий из последовательно соединен- Зных задающего генератора 24 с регулятором частоты 25, формирователя 26 ираспределителя. 27 отпираюших импуль 32 4сов; две цепочки, каждая из которыхобразована последовательно соединенными дополнительным фильтровым конденсатором 28 (29) и диодом 30 (31),зашунтированным тиристором 32 (33),управляющий переход которого подключенк дополнительному распределителю отпираюших импульсов 34, последний черезключ 35 соединен с формирователем 26блока управления тиристорами прямоготока, при этом каждая из цепочек подключена параллельно соответствуюшемуфильтровому конденсатору 11 и 12.Автономный последовательный инвер- .тор в квазиустановившемся режиме ра-ботает следующим образом.Пусть коммутирующий конденсатор 9имеет полярность напряжения, указаннуюна чертеже, При подаче импульсов управления от блока управления тиристорамипрямого тока натиристоры 13, 14 происходит колебательный перезаряд коммутируюшего конденсатора 9 по цепи;,фильтровый конденсатор 11, тиристор 13,часть коммутирующего дросселя 21, коммутируюший конденсатор 9, нагрузка 10,часть коммутирующего дросселя 22, тиристор 14, фильтровый конденсатор 11.Когда полуволна тока тиристоров 13,14 пройдет через нулевое значение, онивыключаются и обратную полуволну токакоммутирующего конденсатора 9 берутна себя тиристоры 19, 20 (управляющиеимпу льсы на их включение подаются отблока управления тиристорами встречного тока 23), сбрасывая излишнюю реактивную энергию с коммутирующего конденсатора 9 на фильтровый конденсатор 12,В интервалах проводимости тиристорами 15, 16, а затем 17, 18 процессы протекают аналогично. На этом заканчивается полный цикл работы схемы,. При открытой и вакуумной плавке металлов в некоторых: случаях необходимо дискретно изменять амплитуду напряжения на индукторе плавильной печи (т. е, амплитуду выходного напряжения инвертора) для выдерживания металла перед заливкой в формы, С этой целью в автономном последовательном инверторе производят изменение среднего за период напряжения на фильтровых конденсаторах 11, 12 путем изменения отношения, величин емкостей фильтрового 11 (12) и коммутируюшего 9 конденсаторов.5 .96Изменяя дискретно уровень пульсацийнапряжения на фильтровых конденсаторах 11, 12 (путем изменения их емкостей), можно соответственно регулировать и величину напряжения на конденсаторах фильтра а следовательно, и величину тока в нагруэочной диагонали инверторного моста.В данном автономном последовательном инверторе для изменения выходногонапряжения осуществляют подключениеили отключение дополнительных фильтровых конденсаторов 28, 29 к основнымчерез диод 30 (31) и тиристор 32 (33).Подключение и отключение дополнительных фильтровых конденсаторов осуществляется с помощью ключа 35, которыйсоединяет цепь между формирователемотпирающих импульсов 26 и дополнительным распределителем 34.Дополнительные фильтровые конденсаторы 28, 29 нормально заряжаются отисточника питания 8 через входной дроссель 7, разделительные диоды 36 идиоды 30, 31,При замыкании ключа 35 отпираюшиеимпульсы с формирователя 26 передаются с помощью дополнительного распределителя 34 к тиристорам 32, 33, включая их, тем самым подключая дополнительные фильтровые конденсаторы 28,29 к основным 11, 12 и изменяя выходное напряжение инвертора,Таким образом, применение данногоавтономного последовательного инвертора позволяет расширить диапазон регулирования выходного напряжения, таккак появляется возможность получениянапряжения превышающего напряженияисточника питания, и возможность дисФкретного регулирования амплитуды выходного напряжения и мощности инвертора. 6832 е формула изобретенияАвтономный последовательный инвертор, содержащий два встречно включен- З ных тиристорных моста, подсоединенныхчерез разделительные диоды и общийвходной дроссель. к источнику питания,причем противофазные плечи указанныхмостов соединены между собой через 16, общие коммутирующие дроссели, сред, ние точки которых образуют общие выводы переменного токак которым черезкоммутирующий конденсатор подсоединена нагрузка, а к выводам постоянного Б тока мостов подключены конденсаторыфильтра, о т л и ч а ю ш и й с я тем,что с целью расширения диапазона регулирования выходного напряжения, параллельно каждому из фильтровых кон денсаторов подключена цепочка, состоящая из последовательно соединенныхдополнительного фильтрового конденсатора и диода, шунтированного встречнымтиристором.25 ,Источники информации принятые во внимание при экспертизе,1. Авторское свидетельство СССР .712911, кл. Н 02 М 7/515, 1977. Эф 2, Авторское свидетельство СССР678614, кл. Н 02 М 7/515, 1976,3. Попов Н. П., Гутин Л. И Белкин А. К., Копьев М. П. Новая"схема автономного инвертора для электротермических установок, Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Применение в технологических процессах машиностройтельного производства полупроводниковых преобразователей частоты". Уфа, 1980, с. 22, рис. 1,. Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 аз 7896/73 Тираж 721 ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раушска