Последовательный инвертор тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН А 119 504 Н 02 М 75,ц,оР 1 У ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ий ин едова укторский и электротерТиристорные ы. - Л.; Энерго-.ССР 196 к м 3, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54) ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЬПЗ ИНВЕРТОР ТОКА(57) Изобретение относится к преобразовательной технике, Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения регулирования при работе на высокодинамичную нагрузку, изменяющуюся в широкихпределах. Устр-во содержит управляемые вентили 2 и 3, дроссель 4, включепьп в диагональ постоянного токамоста иа управляемьх вентилях 5-8.Конденсатор 11 подключен к местамсоединения вентилей 2 и 3 и вентилей6 и 8. Нагрузка 12 представляет собойсварочный трансформатор. Регулирование длительности импульсов сварочного Ятока производится изменением временизадержки подачи управляющих сигналов Ц)на вентили 5 и 7 соответственно по (отношению оментам включения венти -лей 2, 8 и 6. 5 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано вустройствах питания сварочной дугипеременным прямоугольным, импульсными постоянным током.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей эа счетобеспечения регулирования при работена высокодинамичную нагрузку, изме,няющуюся в широких пределах.На фиг.1 и 2 изображена схема инвертора: на фиг. 3-5 - временные диграммыы токов и напряжений У, поясняющие работу инвертора,15Инвертор (фиг. 1) содержит последовательно подключенные между положительным и отрицательным выводами ис.точника 1 постоянного напряжения дополнительные управляемые вентили 2 20и 3, дроссель 4, включенный в диагональ постоянного тока моста на управ;ляемых вентилях 5-8 и соединенный через диоды 9 и 10 с выводами источника 1, а также конденсатор 11, под,ключенный своими выводами соответстгвенно к точкам соединения вентилей2, 3 и вентилей 6, 8. 1 агрузка 12,представляющая собой сварочный транс,форматор (Фиг. 1) либо сварочный 30трансформатор с выпрямителем во вторичной цепи (фиг. 2), подключена между общей точкой соединения вентилей5 и 7 и средним выводом источника 1,Инвертор работает следующим образом.Допустим к моменту Т, конденсатор 11 заряжен до напряжения питанияисточника 1 Б укаэанной на Фиг. 1 полярности, а ток нагрузки замыкаетсяпо контуру: средний вывод источника1 - нагрузка 12 (первичная обмоткасварочного трансФорматора) - вентиль7 - дроссель 4 - диод 9 - плюс источника 1. В момент Т производитсявключение вентилей 2, 8 и 5 импульсами управления, Вентиль 7 запирается, попадая под обратное напряжение,выделяемое на дросселе 4, Ток нагрузки изменяет направление и замыкает 50ся по контуру: плюс источника 1вентиль 2 - конденсатор 11 - вентиль8 - дроссель 4 - вентиль 5 - нагрузка 12 - средний вывод источника . Вмомент с, конденсатор 11 перезаряжается до напряжения обратной полярности. Тиристоры 2 и 8 обесточиваются ивосстанавливают управляющие свойства,а ток нагрузки замыкается через открывшийся диод 10, протекая по контуру: минус источника 1 - диод 10 - дроссель 4 - вентиль 5 - нагрузка 12 средний вывод источника 1. В моментвключаются вентили 3, 6 и 7. Вентиль 5 запирается, попадая под обратное напряжение, Ток нагрузки меняет направление и протекает по контуру: средний вывод источника- нагрузка 12 - вентиль 7 - дроссель 4 - вентиль 6 - конденсатор 11 - вентиль 3 минус источника 1. В момент й конденсатор 11 вновь перезаряжается до напряжения Б укаэанной на фиг, 1 полярности. Вентили 3 и 6 запираются и восстанавливают свои управляющие свойства, а ток нагрузки замыкается через открывшийся диод 9. В момент С производится включение вентилей 2, 8 и 5 процессы в инверторе повторяются.В обмотках сварочного трансформатора формируется прямоугольный переменный ток, благоприятный для процесса сварки. При наличии выпрямителя на вторичной стороне сварочного трансформатора (фиг. 2) питание дуги производится постоянным током, повторяющим форму тока в сглаживающем дросселе 4.При постоянстве частоты модуляции инвертор имеет круто падающую характеристику, т.е. является параметрическим "источником тока", Величинатока изменяется с изменением частотымодуляции инвертораСтабилизация и регулирование тока могут быть обеспечены путем однопозиционного слежения за задающим сигналом(фиг, 3). Такая система позволяет получать предельное быстродействие при обработке возмущающих и задающих сигналов, При этом слежение может производиться за током дросселя 4, пропорциональным току нагрузки. Изменяя х по необходимому закону, можно получить импульсно-периодические режимы, позволяющие для каждого конкретного случая получать наилучшее качество сварного соединения и зкономию металла. В качестве примера на фиг, 4 приведена форма тока дугидля схемы Фиг. 2 при работе следящей системы в импульсно-периодическом режиме.Инвертор позволяет также реализовать режим широтно-импульсного регулирования тока. Алгоритм переключе 143270230 ния вентилей и временные диаграммы для данного режима изображены на фиг, 5. В этом режиме инвертор рабо" тает следующим образом.Допустим к моменту й, ток нагрузки замыкается через вентиль 7 и диод 9. В момент С включаются вентили 2 и 8, вентиль 7 запирается и ток нагрузки спадает к нулю. Ток дроссе ля 4 замыкается по контуру; дроссель 4 - диод 9 - вентиль 2 - конденса" тор 11 - вентиль 8, перезаряжая конденсатор 11. В момент , включается вентиль 5. Ток нагрузки возрастает 15 до значения тока дросселя 4 (практически мгновенно, если не учитывать индуктивность рассеяния сварочного трансформатора) и замыкается в контуре: плюс источника 1 " вентиль 2 - 20 конденсатор 11 - вентиль 8 - дроссель 4 - вентиль 5 - нагрузка 12 - средний вывод источника 1. В момент С конденсатор 11 перезаряжается до обратного напряжения, равного Б, и 25 отпирается диод 1 О, замыкающий на себя ток перегрузки. Вентили 2 и 8 восстанавливают свои управляющие свойства. В моментвключаются вентили 3 и 6 и ток дросселя 4 начинает протекать по контуру: дроссель 4 - вентиль 6 - конденсатор 11 - вентиль 3 - диод 10. Вентиль 5 запирается и ток нагрузки спадает к нулю. В момент с 4 включается вентиль 7. Ток нагрузки вновь возрастает до тока дросселя 4 и протекает по контуру: средний вывод источника 1 - нагрузка 12 - вентиль 7 - дроссель 4 - вентиль 6.конденсатор 11 - вентиль 3 - минус 40 источника 1. По окончании перезаряда конденсатора 11 в момент С открывается диод 9 и замыкает на себя ток нагрузки. В момент С производится включение вентилей 2 и 8, процессы,в 45 инверторе повторяются.Регулирование длительности импульсов сварочного тока производится изменением времени задержки подачи управляющих сигналов на вентили 5 и 7 соответственно по отношению к моментам включения вентилей 2, 8 и 3,6.Контроль коммутационной устойчивости инвертора обеспечивается слежением за током конденсатора 11. Пода 55 ча очередных и 1 шульсов управления на вступающие в работу вентили 3, 6 либо 2, 8 разрешается лишь по окончании перезаряда конденсатора 11 и временной задержки, необходимой для восстановления управляющих свойств про водивших вентилей (2 либо 3).Устройство устойчиво работает не только в режиме больших токов и ко- . роткого замыкания, но и в режиме малых токов и холостого хода. Так при обрыве дуги всегда имеется контур для протекания тока дросселя 4 через отпирающиеся диоды 9 или 10. Иаксимальные напряжения на всех элементах и выходе инвертора строго ограничены и не зависят от изменения нагрузки. Инвертор, обладая широкими функциональными воэможностями, обеспечивает быстродействующее регулирование и стабилизацию тока нагрузки, реализует широтно-импульсное регулирование тока и импульсно-периодические режимы работы.формула и э о б р е т е н и яПоследовательный инвертор тока, содержащий однофаэный управляемый вентильный мост, к одному из выводов постоянного тока которого подключен дроссель,к первому выводу переменного тока - конденсатор, а к второму выводу переменного тока - один из выходных выводов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функцио" нальных воэможностей за счет обеспе" чения регулирования при работе на высокодинамическую нагрузку, изменяющуюся в широких пределах, он снабжен двумя диодами и двумя последователь" но соединенными дополнительными управляемыми вентилями, подключенными к входным выводам;и соединенными общей точкой со свободным выводом конденсатора, причем дроссель свободным выводом подключен к противоположному выводу постоянного тока вентильного моста, а дополнительные диоды соединены с дросселем в последовательную цепь включенную встречно между положительным и отрицательным входными выводами.1432 702 б Фу Фиг. Ф Корректор Л. Патай Редактор А,йпдкина Тираж 666 1 ИИПИ Государств ио делам изобр 35, Москва, ЖЗаказ 5458 51 го ко ениРауш д, 4/5 ая на Про ая,оиз олиграфическое предприятие, г, Ужго вен ФуКа уэ,еУт оставитель И.Жеребинехред 1,Дидык Подписноетета СССРкрытий