Последовательный автономный инвертор

(61) Дополн (22)Заявле тельное к авт. свид-в 0527/2 Ц26. 02, 79 (2 с присоединением заявки Н 0 15 Гееуаарстееквыв квинтет СССР кв Лехам кэобретеиия и еткрытийОпубл Дата бюллетень М 8.Н. чного Знайени М Кй Уральский ордена Трудового К политехнический институт им. Заявител 5 Й) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫИ АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТ к возр го для прямых ной ца Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для индукционного нагрева металлов.Известна схема последовательногодвухмостового инвертора с вентилями встречно-параллельного включения т 11,Такая схема способна работать в об-,ласти малых эквивалентных сопротивлений нагрузочного контура, поскольку осуществляется рекуперация избыточной реактивной энергии, запасенной в коммутирующем контуре посредством встречных вентилей. Однако в области высоких значений сопротивления нагрузки происходит резкое снижение времени, предоставляемого длявосстановления управляемости прямыхвентилей, что снижает устойчивостьлоработы инвертора. Помимо этого, науказанном интервале времени к прямым вентилям прикладывается малоеобратное напряжение, что приводит астанию времени, необходимовосстановления управляемости вентилей и снижению предельстоты инвертирования.Наиболее близко к предлагаемому последовательный автономный инвертор,содержащий связанные с входными выводами через фильтровые дроссели два тиристорных моста с коммутирующими Ы-контурами в диагоналях, . причем каждый фильтровый дроссель, подключенный к положительному входному выводу, выполнен с отпайкой, связанной через конденсатор с одним выходным выводом и через диод, включенный в обратном направлении, с другим выходным выводом, а каждый тиристорный мост шунтироеан соответствующей последовательной цепочкой, состоящей из фильтрового конденсатора, коммутирующего дросселя и выходных выводов 2.В известной схеме сброс избыточной реактивной энергии, запасенной10013в коммутирующих контурах, осуществляется непосредственно с коммутирующих дросселей на вспомогательныеконденсаторы, заряженные до напряжения питания, и нагрузку. Однако эффективное ограничение напряженияна элементах инвертора, когда сопротивление нагрузки мало, достигается при вынесении всего коммутирующего дросселя из моста инвертора и Оохвате его контуром рекуперации,При этом к прямым вентилям мостаинвертора в момент включения проти-.вофазных вентилей прикладываетсяполное напряжение коммутирующего конденсатора, которое оказывается высоким. С возрастанием эквивалентного сопротивления на нагрузке возрастает и выходное напряжение. Критическая величина амплитуды выходного20напряжения, когда рзко снижаетсявремя, предоставляемое для восстановления управляемости прямых вентилей,составляет при конечных кратностяхфильтровых и вспомогательных конденсаторов 0,8-0,9 от питающего напряжения. В связи с этим ограничение напряжения на нагрузке на уровне, равном питающему, оказывается недостаточно эффективным,30Цель изобретения - повышение надежности.Для достижения поставленной целиинвертор снабжен двумя дополнительными коммутирующими конденсаторами,двумя мостами обратных вентилей, ком- "5пенсирующим конденсатором и двумядополнительными дросселями, включенными каждый последовательно с упомянутым диодом, а каждый дополнительный каммутирующии конденсатор соедич 40нен последовательно с дросселем коммутирующего С-контура, включенным вдиагональ переменного тока моста обратных вентилей, анодная группа которого соединена с общей точкой конденсатора и дросселя последовательной цепочки, а катодная - с отпайкой фильтрового дросселя другогомоста, причем параллельно выходнымвыводам подключен компенсирующийконденсатор.Кроме того, инвертор снабжен дополнительным конденсатором, включенным последовательно с компенсирующим конденсатором, причем точка сое- Идинения последних подключена к выходным выводам и отрицательному вход ному выводу. 83 4На фиг. 1 и 2 изображена схема инвертора,.Инвертор содержит два тиристорных моста, собранных на тиристорах 1-8, в диагонали которых включены коммутирующие конденсаторы 9-12 и коммутирующие дроссели 13-16, фильтровые конденсаторы 17 и 18, конденсаторы 19 и 20, фильтровые дроссели 21, мосты обратных вентилей, собранные на вентилях 22-29,индуктор 30 , зашунтированный компенсирующими конденсатором 31, диоды 32 и 33 и включенные последовательно с ними насыщающиеся дроссели 34 и 35, а также дополнительный конденсатор.36.Схема, изображенная на фиг, 1, работает следующим образом.В первом такте открываются тиристоры 1 и 2 и ток протекает по контуру: 17- 1-9- 13-10-2-31- 15-17. В момент включения тиристоров 1 и 2 вся сумма напряжений на коммутирующих конденсаторах 9 и 1 О, фильтровом конденсаторе 17 и нагрузочном контуре: 30-31 прикладывается к коммутирующим дросселем 13 и 15. Величина индуктивности дросселя, включенного в диагональ моста, выбирается равной величине индуктивности дросселя, включенного последовательно с фильтровым конденсатором, 8 этом случае, в момент включения тиристоров 1 и 2 вентили 22 и 24 остаются закрытыми, поскольку в контуре: 13-9-20-31-15- -24-13 напряжения на дросселях 13 й 15 ( полярность указана на фиг. 1) взаимно компенсируются, а к вентилям 22 и 24 прикладывается обратное напряжение, равное питающему, до которого заряжен конденсатор 20, Во второй половине полупериода тока моста, когда напряжение на коммутирующих дросселях 13 и 15 принимает полярность, указанную на фиг. 1в скобках ), и сумма этих напряжений превосходит напряжение на конденсаторе 20, открываются вентили 22 и 24. С этого момента прекращается ток через тиристоры 1 и 2, прекращается перезаряд конденсаторов 9, 10 и протекает ток сброса избыточной реактивной энергии, запасенной в коммутирующих дросселях 13 и 15 по контуру: 13-22-20-30-15-24-13,Во втором такте открываются тиристоры 5 и 6 и ток протекает по контуру: 18-5-11-14- 12-6-30-16-18, а затем во второй половине полупериода10015тока - по контуру: .14-26- 19-30-16- -28-14. По нагрузке этот ток протекает в другую сторону по отношению к току первого такта, т.е. за два такта работы инвертора формируется 3 полный период выходного тока. В последующих тактах, работы, когда открываются тиристоры 3, 4 и 7, 8, схема работает аналогично описанному.1 ОС возрастанием эквивалентного сопротивления нагрузки, когда амплитуда выходного напряжения достигает напряжения питания, до которого заряжены конденсаторы 19 и 20, открываются диоды 32 и 33 протекает ток сброса избыточной реактивной энергии, накопленной в нагрузке по контурам: 31-35-33-19-31 и 31-34-32-20-31. Уровень ограничения напряжения на на грузке при таком сбросе может быть равен питающему напряжению и выше его. На фиг. 2 приведена схема инвертора, в которой уровень ограничения амплитуды напряжения на нагруз- И ке, прикладываемого к мосту инвертора, может изменяться от половины питающего напряжения и выше в зависимости от времени перемагничивания насыщающихся дросселей 34 и 35, Зв поскольку сумма напряжений на конденсаторах 31 и 36 ограничена в контурах: 36-35-33-19-31-36 и 31- -34-32-20-36-31 на уровне, равном питающему ыапряжению и выше, а к Зз каждому мосту инвертора приложено напряжение лишь на одном компенсирующем конденсаторе. налях, причем каждый фильтровый дроссель, подключенный к положительному входному выводу, выполнен с отпайкой, связанной через конденсатор с одним выходным выводом, и через диод, включенный в обратном направлениис другим выходным выводом, а каждый тиристорный мост шунтирован соответ" ствующей последовательной цепочкой, состоящей из фильтрового конденсатора, коммутирующего дросселя и вы" ходных выводов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен двумя дополнительными коммутирующими конденсаторами, двумя мостами обратных вентилей, компенсирующим конденсатором и двумя дополнительными дросселями, включенными каждый последовательно с упомянутым диодом, а каждый дополнительный коммутирующий конденсатор соединен последовательно с дросседем коммутирующего С-контура, включенным в диагональ переменного тока моста обратных вентилей, анодная группа которого соединена с общей точкой конденсатора и дросселя последовательной цепочки, а катодная - с отпайкой фильтрового дросселя другого моста, причем параллельно выходным выводам подключен компенсирующий конденсатор.2. Инвертор по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен дополнительным конденсатором, включенным последовательно с компенсирующим конденсатором, причем точ" ка соединения последних подключена к выходным выводам и отрицательному входному выводу.Формула изобретения 1. Яоследовательный автономныйинвертор, содержащий связанные свходными выходами через фильтровыедроссели два тиристорных моста "скоммутирующими 1.С-контурами в диаго" Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР1Фз й 486439, кл. Н 02 М 7/537, 19712. Авторское свидетельство СССРИ 647817, кл. Н 02 М 7/515, 1977.