Инвертор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУЬЛИН ае а 1)5 Н 02 И 7/523 ЕНИЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ 1.С-контура, а также нелинейные дроссели и цепь нагрузки, он снабжен дополнительным ЬС-контуром, соединен" ным последовательно с основным через цепь нагрузки и подключенным к друго" му выводу переменного тока моста обратньь .вентилей, а нелинейные дроссели включены последовательно С тиристорами моста, образуя выводы пере" менного тока последнего,Недостатком известного инвертора является то, что напряжение обеспе" чивается применением дополнительных конденсаторов смещения, емкость каж" дого из которых соизмерима с емкостью ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ К ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(53) 621, 314,572(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 1304155, кл, Н 02 И 7/523, 1987.Авторское свидетельство СССР Ю 1513596, кл. Н 02 И 7/523, 1989.Е.И,Беркович и др. Тиристорные преобразователи повышенной частоты для электротехнологических установок. Л.: Знергоатомиздат, 1983, с,50, рис,2.20 а. Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть ис" пользовано для индукционного нагрева металлов.Известен инвертор, содержащий подключенные через Фильтровые дроссели к входным выводам Фильтровый конден" сатор, мост тиристоров и мост обрат" ных вентилей, выводы переменного тока которого связаны с выводами переменного тока моста тиристоров через конденсаторы смещения, а к одному выводу переменного тока моста обратных вентилей подключен конденсатор последовательного коммутирующего(57) Использование в преобразователь" ной технике для индукционного нагре.- ва металлов. Сущность изобретения: устройство содержит мост на тиристпрах (1-4) с обратными диодами (5-8), два коммутирующих ЬС-контура 11"14. Фильтровые дроссели 1 б, 23 снабжены промежуточными отводами и выполнены на магнитных сердечниках, что позволяет создать оптимальные условия для запирания тиристоров на интервале восстановления их управляемости. 2 ил.Фильтрового конденсатора. Такиесредства, используемые в инверторе,усложняют схему и чрезмерно увеличивают массогабаритные показатели и себестоимость инвертора.Известен резонансный инвертор,содержащий мост обратных диодов, подключенных диагональю постоянного токавстречно к входным выводам, причемдиагональ переменного тока упомянутого моста соединена с диагональюперемеНного тока тиристорного моста,в которую включена последовательнаяцепочка из коммутирующего дросселя,конденсатора и цепи нагрузки, онснабжен дополнительным коммутирующимтрансформатором, первичная обмоткакоторого включена в диагональ переменного тока мостов, а каждый тиристор моста подключен к входным выводам через одну из четырех вторичныхобмоток коммутирующего трансформатора,каждая из которых включена согласнос первичной обмоткой. Таким образом,известно включение коммутирующеготра нсформа т ора. для пов ышени я надежности путем создания обратного напряжения на тиристорах на интервалевосстановления управляемости,Недостатком известного резонансного инвертора я вляется то, что применение такого способа повышениянадежности требует применения специального дополнительного оборудования существенно увеличивающегомассогабаритные показатели и себестоимость установки.Наиболее близким по техническойсущности является инвентор, содержащий фильтровьй конденсатор, гдецепочки из двух последовательныхтиристорбв и две цепочки из двухпоследовательных обратных диодов,причем общая точка тиристоров первой тиристорной цепочки соединенас общей точкой обратных диодов первой диодной цепочки, общая точка тиристоров второй тиристорной цепочкисоединена с общейточкой обратныхдиодов второй диодной цепочки, аобщие точки тиристоров первой ивторой.тиристорных цепочек соедине"ны между собой через последовательновключенные коммутирующий конденсатор,коммутирующий дроссель и цепь нагрузки, а соответствующие выводы тири-сторных и диодных цепочек, а такжевыводы Фильтрового конденсатора подключены через Фильтровые дроссели квходным выводам;Недостатком инвертора являетсято, что напряжение на тиристорах наинтервале восстановления близко кнулю, что увеличивает вдвое их реальное время восстановления и снижаетнадежность работы инвертора,1 О Целью изобретения является повышение надежности работы инверторапутем создания обратного напряженияна тиристорах на интервале восстановления управляемости,Поставленная цель достигаетсятем, что инвертор, содержащий двецепочки из двух последовательно соединенных тиристоров, к выводам первой из которых подключен Фильтровой2 О конденсатор, и две цепочки из двухпоследовательно соединенных обратных. диодов, причем общая точка тиристоров первой тиристорной цепочки соединена с общей точкой обратных диодовд 5 первой диодной цепочки и с первымвыходным выводом, общая точка тиристоров второй тиристорной цепочкисоединена с общей точкой обратных диодов диодной цепочки, а также два соЗО единенных с входными выводами Фильт"ровых дросселя и основной коммутирую"щий 1,С-контур, снабжен дополнительным коммутирующим 1.С-контуром и дополнительным филЬтровым конденсатором,подключенным параллельно второй ти 35ч5 ристорнои цепочке, общая точка тиристоров которой соединена с вторым вы"ходным выводом, однополярные выводыФильтровых конденсаторов соединенычерез основной и дополнительнь 1 й коммутирующие 1,С-контуры, параллельнокоторым подключены обмотки Фильтрпвыхдросселей, снабженных магнитными сердечниками, причем обмотки выполнены45со средними выводами, подключеннымик входным выводам, а полуобмоткидросселей снабжены промежуточными выводами, подключенными к соответствующим выводам диодных цепочек,В предлагаемом интервале для этихцелей используются элементы, котсрыеявляются органическими частями схемыинвертора - Фильтровые дроссели,Сопоставитедьный анализ показы- .вает, что в сравнении с прототипом55 их необходимо снабдить магнитнымисердечниками и всего лишь тремя дополнительными промежуточными выводами.. Подбором числа витков частей обмо"5173ток фильтровых дросселей, включенныхв тиристорно-диодные ячейки инвертора,можно обеспечить оптимальные условиярля запирания тиристоров,В схеме используются дополнительные фильтровый конденсатор и коммутирующий ЬС-контур. Однако их использование практически не отражается намассогабаритных показателях и себестоимости инвертора. Действительно,суммы емкостей и реактивных мощностейдвух фильтровых конденсаторов заявляемого инвертора соответственно равны емкости и реактивной мощностифильтрового конденсатора прототипа.Это же относится и к соотношениюемкостей и реактивных мощностей коммутирующих конденсаторов, т,е. суммаемкостей и реактивных мощностей двухкоммутирующих конденсаторов предла гаемого инвертора равны соответственно емкости и реактивной мощностикоммутирующего конденсатора прототипа.Таким образом, в предлагаемом инверторе представляется, возможнымобеспечить оптимальные условия длязапирания тиристоров, что повышаетнадежность работы инвертора, безприменения специального оборудования,увеличения массогабаритных показатеФлей и себестоимости инвертора .На Фиг. 1 изображена принципиаль,ная электрическая схема инвертора,на Фиг, 2 - то же, но с иным способомвключения цепи нагрузки.Инвертор содержит две цепочки изпоследовательно соединенных тиристоров 1, 2 и 3, 4, две цепочки з посг .довательно соединенных обратных диодов 5, б и 7, 8. Общая точка тиристоров .1, 2 соединена с общей точкойдиодов 5, 6, а общая точка тиристоров 3, 4 - с общей. точкой обратныхдиодов 7, 8. Между общими точкамиобратных диодов 5, 6 и 7, 8 включенанагрузка 15, Параллельно тиристорам1, 2 включен Фильтровый конденсатор9, а параллельно тиристорам 3,дополнительный фильтровый конденсатор10, Обмотка Фильтрового дросселя 16подключена к анодам тиристоров 1,3, а обмотка фильтрового дросселя 23 к катодам тиристоров 2, 4. Филътровые дроссели 16 и 23 выполнены на маг.нитных сердечниках. Параллельно обмотке дросселя 16 включена цепочкаиэ последовательно соединенных ком 5989 6мутирующего конденсатора 11 и комму-тирующего дросселя 13, составляющихосновной коммутирующий контур 1,С, апараллельно обмотке дросселя 23цепочка из последовательно соединенных коммутирующего конденсатора 12и коммутирующего дросселя 14, составляющих дополнительный коммутирующий 10 ЬС-контур. Общая точка полуобмоток17, 18 Фильтрового дросселя 16 под"ключена к положительному выводу источника питания, а общая точка полуобмотбк 24, 25 Фильтрового дрос селя 23 - к отрицательному выводуисточника питания. Промежуточныедополнительные выводы обмоток Фильтровых дросселей 16, 23 подключены:полуобмотки 17 - к катоду обратного 20 диода 5, полуобмотки 18 - к катодуобратного диода 7, полуобмотки"24 к аноду обратного диода 6 и полуобмотки 25 - к аноду обратного диода 8.25 , 19, 20, 21, 22 - части полуобмоток17 и 18 фильтрового дросселя 16 намагнитных сердечниках, а 26, 27, 28,29 - части полуобмоток 24 и 25 Фильтрового дросселя 23 на магнитных сер- ЗО дечниках.Емкости конденсаторов 9 и 10, 11и 12 соответственно равны, Равнытакже индуктивности дросселей 13 и14.На фиг. 2 нагрузка 15 включена врассечку между тиристорами тиристпрных цепочек и между обратными диодами диодных цепочек.Схема, изображенная на Фиг.1, 0 работает следующим образом, При вклю"чении тиристоров 1, 4 начинаютсяколебательные заряды коммутирующихконденсаторов 11 и 12 с одинаковойчастотой в контурах 10-13-11-1-15- 454-10- и 9-1-15-4-14-12-9. К концупервого полупериода собственной частоты основного и дополнительного ком-.мутирующих 1,С-контуров 11, 13 и 12,14 конденсатор 11 заряжается до напряжения большего, чем напряжениеконденсатора 10, а конденсатор 12 до напряжения большего, чем напряжение конденсатора 9, ток тиристоров 1, 4 спадает до нуля.Во второй полупериод происходитчастичный разряд коммутирующих конденсаторов 11 и 12 в контурах11-13"10-29-8-15-5-19-11 и12-14."29-8"15-5-19-12. При этом,к735989 8 35 4 5 7 1 частям обмоток 20, 21, 22 Фильтрового дросселя .16 прикладывается напряжение первого дополнительного фильтрового конденсатора 10 плюс напряжение .на нагрузке 15 и части об моток 29 фильтрового дросселя 23, а к частям обмоток 26, 27, 28 фильтрового дросселя 23 прикладывается напряжение фильтрового конденсатора 9 плюс напряжение на нагрузке 15 и части обмотки 19 Фильтрового дросселя 16. Напряжения, прикладываемые к частям обмоток 20, 21, 22 и 26, 27, 28, трансформируются в части обмоток 19 и 29 и прикладываются к тиристорам 1 и 4 в запирающе% полярйости в контурах 19-5-1-19 и 29-4- 8-29. К концу второго полупериода частицный разряд коммутирующих кон-. денсаторов 11, 12 прекращается и обратные диоды 5, 8 закрываются. В третий полупериод вклюцаются тиристо ры 2, 3 и происходит перезаряд конденсаторов 11 и 12 до полярности, указанной в схеме в скобках в контурах 11-13-3-15-2-9-11 и 12-,14-10-3- 15-2-:" . Поля р наст ь напряжения на обмотках фильтровых дросселей 16, 23 меняет свой знак, цем обеспецивается работа магнитных .сердечников с полным циклом перемагницивания. . К концу третьего полупериода коммутирующий конденсатор 11 перезаряжается до напряжения большего, цем напряжение на фильтровом конденсаторе 9, а коммутирующий конденсатор 12- до напряжения большего, цем напряжение на дополнительном фильтровом конденсаторе 10, ток тиристоров 2,3 спадает до нуля.В цетвертый полупериод происходит частичный разряд коммутирующих конденсаторов 11,12 в контурах 11+26-6-15"7"22"13"11 и 12-26-6-15-7"22-10-14-12. Приэтом к частям обмоток 19, 20, 21 фильтрового дросселя 16 прикладывается напряжение фильтрового конденсатора 9 плюс напряжения на нагрузке 15 и на части обмотки 26 фильт"рового дросселя 23 в контуре 9"1920-21-7-15-26-9, а н цастям обмоток27, 28, 29 фильтрового дросселя 23прикладываЕтся напряжение дополнительного фильтрового конденсатора10 и плюс напряжения на нагрузке 15и на цасти обмотки 22 фильтрового дросселя 16 в контуре 10-22-7-15-627-28"29-10. Напряжения, прикладываемые к частям обмоток 19, 20,21 и 27-28, 29,трансформируются е части обмоток 22и 26 и прикладываются к тиристорам3 и 2 в запирающей полярности в контурах 22-7-3-22 и 26-2-6-26. К концучетвертого полупериода частицные разряды коммутирующих конденсаторов 11и 12 прекращаются и обратные диоды6, 7 закрываются.На этом цикл работы инвертора заканчивается. При необходимости удвоения частоты на выходе нагрузка 15может быть включена в рассецку между тиристорами тиристорных цепочек.и между диодами диодных цепочек,как это показано на фиг.2. При этомработа инвертора принципиально не20 меняется.Таким образом, благодаря использо"ванию фильтровых дросселей, выполненных на магнитных сердечниках иснабженных дополнительными промежу 25 точными выводами, с помощью которыхв рассецку каждой тиристорно-диоднойцепочки включены части обмоток дросселей, на интервале восстановленияуправляемости создаются оптимальныеЗ 0 условия для запирания тиристоров, цтосущественно повышает надежность работы инвертора,формула и з о б р е т е н и я Инвертор содержащий две цепочки из двух последовательно соединенных тиристоров, к выводам первой из ко" торых подключен Фильтровой конденса- . тор, и две цепочки из двух последовательно соединенных обратных диодов,причем общая точка тиристоров первойтиристорной цепочки соединена с об"щей точкой обратных диодов первойдиодной цепочки и с первым выходнымвыводом, общая тоцка тиристоров вто"рой тиристоррой цепочки соединенас общей точкой обратных диодов второйдиодной цепочки, а также два соединенных с входными выводами фильтровых дросселя и основной коммутирующий ЬС-контур, о т л и,ц а ю щ и й Ь ятем, цто, с целью повышения надеж"ности путем создания обратного на-,пряжения на тиристорах на интервалевосстановления управляемости, онснабжен дополнительным коммутирующимЬС-контуром и дополнительным Фильтровым конденсатором, подключенным1 О 9 13 Я 8 у параллельно второй тиристорной цепоцке, общая точка тиристоров которой соединена с вторым выходным выводом, однополярные выводы Фильтровых кон 5 денсаторов соединены через основной и дополнительный коммутирующие 1.С-контуры, параллельно которым подключены обмотки Фильтровых дросселей, снэбженных магнитными сердецниками, йри-:цем обмотки выполнены со среднимивыводами, подклюценными к входнымвыводам, а полуобмотки дросселейснабжены промежуточными выводами, ппдклюценными к соответствующим выводамдиодных цепочек,1735989 чен Редактор ф.Б Корректор А.Обруча роиэводственно"издательский комбинат 1 Патентф, г, Ужгород арина, 10 Заказ 1 В 23ЗНИИПИ Госуда ставитель Ю ехред м.дид Тираж венного комитета по 113 ОИ Иосква, И-З Подписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СРаушская иаб., д4/5