Мостовой резонансный инвертор

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик О П И С А Н И Е (и 741397ЙЗОБРЕТЕИЙЯ 6 ) Дополнительное к нвт. с22)Заявлено 27,05,77(2с присоединением заявки РЙ(23) Приоритет -ид-ву -2492155/2402 М 7/5 Гееударстваввьа кемите йо делам здбретеиий и отхрытийщ 18.06,2) Авторы изобретения одинов, Б, М. Старун ролов В. Ленинградский ордена Ленина политехнический институ им. М. И. Калинина) Заявитель 4) МОСТОВОЙ НСНЫЙ ИНВЕРТО Каждый из этик ва свои определенные нед вающие область их при риантов схем имеет остатки ограничи.менения. В част ами обратного товляется неустойчи на повышенной часока нагрузки из-ва коммутационных нос од тат а этимость иоте праличияеренапр вертирования увеличении т существенны к имеют место жений, кото 1Изобретение относится к преобразовательной текнике, а именно к области статических преобразователей повьппенной частоты для электротехнических установок.Известны различные варианты исполнения силовых схем резонансных инверторов, работающих на повышенной частоте при изменении параметров нагрузки, В одник схемак ограничение напряжения на коммутирующих элементах при работе на переменную нагрузку осуществляется путем встречно-параллельного включения управляемык и неуправляемьтк дополнительных вентилей 1 и 21 или за счет разделения цепей заряда и разряда коммутирующих емкостей 3.Известны также схемы, где ограничение напряжения осуществляется с по мощью диодов обратного тока, через, которые происходит сброс излишней реактивной энергии коммутирующих индуктивностей источнику 4. в этих схемак при обрыве обратных токов тиристоров и диодов в момент их выключения, Существуют различные меры по ограничению этих коммутационных перенапряжений, однако использование этик мер может привести к ухудшению технико-экономическик показателей преобразователяНаиболее близким к изобретению является мостовой резонансный инвертор, каждый ключ которого выполнен в виде мостовой тиристорной ячейки с коммутирующим, конденсатором и последовательно включенной с этой ячейкой ограничительной индуктивностью, содержащий3 74 коммутирующие индуктивности, диоды об ратного тока, соответствующий силовой электрод которых соединен с соответствующим ключом и через упомянутую индуктивность связан с выходным выводом иниерторе Я, Огреничение номмутенионных перенапряжений в этом инверторе осуществляется эа счет вынесения части коммутирующей индуктивности из контура сброса излишней реактивной энергии и включение ее в виде ограничительной индуктивности непосредственно последовательно с мостовой тиристорной ячейкой. 1397 4степени снижает технико экономические показатели резонансного инвертора.Цель изобретения - улучшение технико-экономических показателей за счет уменьшения напряжения на коммутирующих конденсаторах.Укаэанная цепь достигается тем, чтодополнительные дроссепи насыщениявключены в каждое плечо моста инверторапоследовательно с коммутирующими индук тивностями между ключом и выходным.выводом инвертора.На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема . предлагаеее5 25 ЗО Недостатком этого инвертора является высокий уровень ограничения напряжения на коммутирующих конденсаторах при изменении параметров нагрузки, так как ограничительная,индуктивность не входит в контур сброса излишней энергии, а процесс коммутации рабочих,тиристоров на соответствующие диоды обратного тока затягивается. С увеличением рабочей чистоты и выходной мощности инвертора резко возрастают коммутационные перенапряжения, которые зависят от скорости спада и амплитуды обратных токов включения тиристоров и диодов, что приводит к сдыву инвертирования, Ограничение амплитуды обратных токов включения полупроводниковых вентилей осуществляется путем включения последовательно с ними дросселей насыщения. Эффективность ограничения коммутационных перенапряжений увеличится, если в известном устройстве включить непосредственно последовательно диодам обратного тока дополнительные дросселя насыщения, а ограничительные индуктивности также выполнить в виде дросселей насыщения. Кроме того недостатком также является относительно высокий уровень ограничения напряжения на коммутирующих конденсаторах, включение диодов обратного тока происходит с задержкой, равной времени перемагничивания дросселей насыщения, включенных последовательно этим диодам. Время эе перемагничивания обратно пропорционально приложенному к обмотке дросселя напряжению, которое Ь момент включения диодов мадо и равно разности напряжений на конденсаторе фильтра и коммутирующем конденсаторе, т. е. процесс коммутации тока рабочих тиристоров на отсекаю" щие диоды затянется. Это является при чийой увеличения напряжения на коммутирующих конденсаторах, что в значительной мого мостового резонансного инвертора; . на фиг, 2 - временные диаграммы, пояс пяющие процессы в инверторе.Устройство содержит ключи 14, каждый из которых выполнен в виде мостовой тиристорпой ячейки с управляющими вентилями 5-8 и коммутирующим кон. денсатором 9, последовательно соеди-. ненной с дросселем 10 насыщения, коммутирующие индуктивности 11-14, дополнительные дросселя насыщения 15-18,диоды обратного тока 19-22, конденсатор 23 Фильтра и выходные выводы 24и 25,Формирование одной полуволны выходного тока нагрузки осуществляется одновременным включением противофазных тиристоров нечетных ключей мостового резонансного инвертора, формирование другой полуволны - одновременным включением противофазных тиристоров четных . клточей, Диоды обратного тока 19 и 21(20 и 22) совместно с дополнительными дросселями пасьпцения 16 и 18(15 и 17) и кочденсатором 23 фильтраобразуют контур сбросов излишней реактивной энергии коммутирующих инауктивностей 12 и 14 (11 и 13) источнику 23-21-1 2-1 6-25-24-18-14-1 923(23-22-11-15-24-2517-13-20 23).Включение диодов обратного тока 20 и22, (19 и 21) происходит в тот момент,когда напряжение на зажимах цепи 1115-24-25-17-13 ( 14-18-24-25 1612) станет равно или больше напряженич на конденсаторе фильтра 23. К моменту включения диодов обратного тока 22 и 22 (19 и 21) дросселя насьпцения (14 и 18) находятся уже в насы щенном состоянии и поэтому задержкина включение не,происходит, В результате осуществляется более жесткое оградничение напряжения на коммутирующихконденсаторах.Формула изобретения5Мостовой резонансный инвертор, аждый ключ которого выполнен в виде мостовой тиристорной ячейки с коммутирующим конденсатором и последовательно10 включенным с этой ячейкой дросселемнасыщения, содержащий коммутирующиеиндуктивности, диоды обратного тока,соответствующий силовой электрод котрых соединен с соответствующим ключом15 и через упомянутую коммутируинцую индуктивность связан с выходным выводоминвертора, а также дополнительные дроссели насыщения по числу диодов обратного тока, отличающийся тем,26 что, с целью улучшения технико економических показателей за счет уменьшениинапряжения на коммутирующих конденсаторах, упомянутые дополнительные дросселя насыщения включены в каждое плв-.25 чо моста инвертора последовательно скоммутирующими индуктивностями междукюпочом и выходным выводом инвертора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеЗО . 1. Патент США Ж 321 48,Ъ 3406327, 1968.2, Патент США М 321 48,%3487289, 1969,3, Патент Англии, Н 2З 5 М 1187813, 1969.4. Авторское свидетельство СССРМ 828213, кл. Н 02 М 7/818, 1976.8. Патент Австрии 21 18,М 288872, 1967,5 74Таким образом, включение дополнительных дросселей насыщения последовательно коммутирующим индуктивностям между ключом и выходным выводом мос тового резонансного инвертора дает возможность улучшить технико-экономические показатели за счет уменьшения напряжения на коммутирующих конденсаторах и одновременно. обеспечить устойчивую работу инвертора при изменении параметров нагрузки от номинальных до коротко. го замыкания.На фиг. 2 представлена диаграмма тока 26 через тиристоры инвертора и нап ряжения 27 на коммутирующем конденсаторе, иллюстрирующие эффект ограничения на коммутирующем конденсаторе в режиме 28, когда отсутствует ограничение, в режиме 29; когда используются ограничительные индуктивности, в режиме 30, когда используются дросселя наСыщения, включенные по схеме известного устройства, в режиме 31, Фогда дросселя насыщения включены по схеме предлагаемого изобретения. Напряжение на коммутирующем конденсаторе показано на диаграмме в относительных единицах, где базовой величиной является напряжение источника питания мостового резонансного инвертора.Испытания статического преобразова-. теля 100 кВт частоты 10000 Гц, собранного по предлагаемой схеме мостового резонансного инвертора подтверждают надежность его работы в качестве источ ника питания закалочной установки. Напряжения на коммутирующих конденсатооах инвертора не превышает 120% напряжения источника питания при измене 1397 6нии параметров нагрузки в процессе нагрева детали.