Высокочастотный инвертор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) 111) 151) 4 Н 02 М 7/5 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМРИ ГКНТ СССР И ЗОБРЕТ ЕЛЬСТВУционного щение ип во содеркоммутирагонали нст обмотк включ е нко тори ельство СССР(54) ВЫСОКОЧАСТОТНЬЙ ИНВЕРТ ,(57) Изобретение относится разовательной технике и мо использовано в тиристорных зователях дляпитания устано О преобжет быть преобравок индукИСАНИЕ И Н АВТОРСКОМУ СВИ(56). Авторское свидетВ 693521, кл. Н 02 М 7 нагрева.Цельюявляется упроовышение надежности. Устройстжитмост 1 на тиристорах 2 -5 сующим конденсатором 6 в дипеременного тока. Первичнаякоммутирующего дросселя 7последовательно с мостом,ая обмотка 9 подключена кему конденсатору 10 черезВ цепи моста 1 и диода 12обмотки дросселей насыщее 5. Сердечники дросселей14,15 выполнены в видельных замкнутых магнитопроокне каждого из которыхтолько одна обмотка. Пле 1 и диод 12 зашунтированытельными ВС -цепочками 18 ф-лы, 3 ил,Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности кисточникам питания установок инцукционного нагрева.Цель изобретения - упрощение иповьппение надежности инвертора,На фиг, 1 приведена принципиальная электрическая схема высокочастотного инвертора; на фиг. 2 - варианты конструктивного исполнения,дросселей насьпцения; на фиг, 3диаграммы работы дросселя насыще" .ния (а) и схемы инвертора (б) .Высокочастотный инвертор (фиг.1)содержит .тиристорный мост 1 на тиристорах 2-5 с коммутирующим конденса"тором б в диагонали переменного тока, коммутирующий дроссельс первичной 8 и вторичной 9 обмотками.Первичная обмотка 8. включена в последовательный контур, образованныйтиристорным мостом 1, фильтрующимконденсатором 10 и цепью нагрузки 11,Вторичная обмотка 9 через диод 12 25подключена к обкладкам фильтрующегоконденсатора 10, которые через фильтрующий дроссель 13 связаны с источ-ником питания. В цели моста 1 и диода 12 последовательно включены 30дроссели 14 и 15 насьпцения. Сердечники дросселей насьпцения выполненына магнитопроводах 16 и 17. Тиристоры 2-5 и диод 12 зашунтированы последовательными КС"цепочками 18-22.Дроссели 14 и 15 насьпцения могутбыть выполнены в виде трубки или шины (фиг, 2), на которую надеты двазамкнутых магнитопровода 16 и 17,причем выводами обмоток служат концы 40трубки или шины и контакт, расположенный на ней между магнитопроводами (фиг. 2 а). Дроссели 14 и 15 насыщения могут быть выполнены на магнитопроводе Ш-образной конструкции,причем каждая из обмоток размещена всоответствующем окне сердечника(фиг. 2 б). Дроссель 14, подключенныйпоследовательно в цепь моста, можетбыть включен в диагональ, переменноготока последовательно с коммутирующим50конденсатором 6.Высокочастотный инвертор в квазиустановившемся режиме работаетследующим образом.Фильтрующий конденсатор 10 нормально заряжен через фильтрующийдроссель 13 и нагрузку 11 до напряжения источника питанияПусть коммутирующий конденсатор б заряжен напряжением полярности, указанной на фиг. 1.В момент Т, (фиг, 3) включаются тиристоры 2 и 5 и начинается процесс колебательного перезаряда коммутирующего конденсатора 6 по цепи 5-11- -10-14-8-2. В момент Т рабочая точ-, ка на характеристике В(Н) находится в точке,23 (фиг. За) частной петли перемагничивания ферритовых магнитопроводов 16 и 17. Йа участке 23-24- 25 магнитопровод 16 ненасьпцен, так как ток в нем еще мал, при этом магнитная проницаемость его велика и скорость нарастания тока включившихся тиристоров 2 и 5 ограничена индуктивностью дросселя 14.В моментрабочая точка на петле .перемагничивания переходит, через точку 25, при этом магнитная проницаемость магнитопровода 16 резко уменьшается и индуктивность дросселя 14 перестает ограничивать скорость изменения тока перезаряда конденсатора б. Этот ток на интервале й, - С насыщенного состояния сердечника 16 изменяется по колебательному закону,В момент С напряжение П,п надиоде 12, равное разности напряжений на вторичной обмотке 9 коммутирующего дросселя 7 и конденсаторе 9,изменяет полярность и диод 12 включается, Нарастание тока х в диоде 12 ограничивается по скоростииндуктивностью дросселя 15, рабочаяточка магнитопровода 17 которогопроходит через точки 23-25 (фиг.За).В момент С сердечник 17 насьпцается и в течение интервалатокв цели моста 1, первичной обмотки 8 коммутирующего дросселя 7резко спадает, одновременно увеличивается ток вторичной обмотки 9, протекающий через диод 12, дроссель 15насьпценияВ момент С 4 снижение тока ,4 вдросселе 14 и его нарастание в дросселе 15 резко замедляются в результате выхода из насьпцения сердечника16 и увеличения индуктивности дрос"селя 15,В момент й ток в тиристорах 2и 5 изменяет направление на обратноеи после прекращения обратной проводимости в момент С становится равным нулю (точки 27,28,23 на кривой500584ратное направление и обратную полярностьВ течение интервала Е -й про 95исходит рекупсрация энергии, запасаемой реактивными элементами ин 314перемагничивания фиг. За) В момент Ск выключившимся тиристорам 2 и 5прикладывается обратное напряжение(О Б на Фиг. Зб). Амплитуда обратного перейапряжения, возникающегопри обрыве тока обратной проводимости тиристорои 2 и 5, ограничиваетсяблагодаря совместному действию индуктивности дросселя 15 с ненасыщенным магнитопроводом 17 и демпйирующнх КСцепочек 18 и 21, Индуктивность дросселя 14 О.) в моментвелика, поэтому даже при малойвеличине емкости конденсатора РС-цепочки волновое сопротивление контура его заряда р = -Д 7 С также велико. Поскольку сопротивление ре- зисторов ЙС-цепочек выбирается соиз."меримым по величине с. величиной ; -с целью обеспечения режима зарядаконденсатора С, близкого к апериодическому, с минимальной амплитудой перенапряжений, разряд конденса"торов ВС-цепочек через тиристорыпри включении последних не привсдитк локальному перегреву структурытиристоров вблизи управляющего электрода, так как амплитуда разрядноготока ограничена резистором значительной величины, Так,например, привеличине емкости С=0,05 мхФ, индуктивности ненасыщенного дросселя насьпцения 1, = 100 мкГн амплитуда разрядного тока при включении тиристора составляет около 10 А,На интервале времени Сток(точка 26 на Фиг. За) сердечник 17выходит из насыщЕния в момент Сз,ток диода переходит через ноль и вмомент й 9 прекращается. Перенапряжение на диоде 12 демпфируется КСцепочкой 22, при этом значительнойвеличине индуктивности дрос еля 15емкость конденсатора КС-цепочки 22невелика (по сравнению со схемойбез ограничения скорости обрываобратного тока диода 12 она на порядок меньше при той же амплитудеперенапряжений, соответственно напорядок меньше и потери в резисто"ре ВС-цепочки 22). цнонным компаундом,жаший последовательную цепь из Фильтрующего конденсатора и цепи нагрузпараллельпо которой подключеныпоследовательно соединенные дроссель насыщения, первичная обмотка коммутирующего дросселя и тиристорный мост 1.с коммутирующими кандечсатором в ди- . БО агонали переменного тока, а такжефильтрующий дроссель, образующий с цепью нагрузки и Фильтрующим конден" сатором последовательную цепь, включенную между выводами источника пи тания, диод последовательно соединенный с вторичной обмоткой коммутирующего дросселя, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью упрощения и повы:пения надежности, дросВ момент . включаются тиристо ры 4 и 3 моста 1, после чего про"цессы в схеме повторяются с тем от.личием, что ток и напряжение коммутирующего конденсатора 6 имеют обвертора, в источник питания черездиод 12 благодаря чему ограничиваются напряжения в схеме.Время перемагничивания сердечников й, сов. даю;цее с временем главного нарастания (спада) токов в обмотках дросселей 14 и 15 насыщения,зависит от =псла витков соответст вующей обмотки Ы, площади сечениямагнитопровода 8, напряжения наобмотке 11 и г.-менения индукцииВ Габариты сердечника 16 дросселя 14могут быть снижены в 2-3 раза, естего включить в диагональ переменного така моста последовательно с конденсатсром 6, Б этом случае через .;-б дроссель 14 протекают не однополярнь;е а разнополярные импульсы токаи оащее приращение индукции при перемагничивании магнитопровода в 23 раза больше чем позволяет уменьшить габарнть:, м.гнитопровода.В случае использования ь качествепроводника обмоток дросселя насыщЕения медной трубки (Фиг. 2 а) послед"няя .;ожет использоваться для охлаждевин магнитоправодов 16 и 17 при9этом магнитопровоы должны, быть залиты совместно с трубкой теплоизоля 4 ОФормула изобретения Высокочастотный инвертор, содер 5 1450058 6сель насыщения выполнен однообмоточ- рукции, представляющей собой провоным и ввецен дополнительно второйдящую шину или трубку, на которой Дроссель насьпцения, образующий сразмещены два замкнутых магнитопроупомянутыми диодом и вторичной обмот- вода, причем выводами обмоток дроской коммутирующего дросселя последо- селей служат концы шины, либо. трубки Эательную цепь, подключенную к вй- и контакт, расположенный на ней Водам фильтрующего конденсатора, а между магнитопроводами.фиристоры моста и диод зашунтирова. Инвертор по и. 1, о т л и ч айы введенными последовательными КС О ю щ и й с я тем, что дроссели насыцепочками. щения конструктивно выполнены наедином Ш-образном магнитопроводе,2. Инвертор по п. 1, о т л и- причем обмотки дросселей размещеныа ю щ и й с я тем, что дроссели в соответствующих окнах магнитопро" асыщения выполнены в единой конст б вода.Производственно-полиграфическое нредприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 697352 Тираж ббб НИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, Подписное изобретениям и открытиям при ГЕНТ ССС5, Раушская наб., д, 4/5