Преобразователь частоты для индукционного нагрева

Преобразователь частоты для индукционного нагрева

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в преобразовательной технике в качестве источника питания для установок индукционного нагрева. Сущность изобретения: устройство содержит подключенный к выходным выводам генератора переменного напряжения питания (1) однофазный мостовой выпрямитель на диодах (ДИ) (2-5). Конденсатор (6) шунтирует выходные выводы выпрямителя и подключен к отводу индуктора (7) с компенсирующим конденсатором (8). Последовательно с транзисторами (9, 10) включены диоды (10, 12). блок управления (13) соединен через распределитель импульсов управления (14) с управляющими электродами транзисторов . Разряд конденсатора происходит через части индуктора. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (! () (я)з Н 02 M 5/42

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4945771/07 (22) 12.05.91 (46) 15.12.92. Бюл. ЬЬ 46 (75) Е.М.Силкин, В.П.Огнев. С.Н.Таэихин.

Г.В.Мизин, А.И,Пахалин и С.Ф,Трифонов (56) Япония М 63-7675, кл. H 05 В 6/12, 1988.

Япония й. 63-10548, кл. Н 05 В g/12, 1988, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ДЛЯ

ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА (57) Использование: в преобразовательной технике в качестве источника питания для установок индукционного нагрева. Сущность изобретения: устройство содержит подключенный к выходным выводам генератора переменного напряжения питания (1) однофазный мостовой выпрямитель на диодах (ДИ) (2-5)..Конденсатор (6) шунтирует . выходные выводы выпрямителя и подключен к отводу индуктора (7) с компенсирующим конденсатором (8). Последовательно с транзисторами (9, 10) включены диоды (10, 12). Блок управления (13) соединен через распределитель импульсов управления (14) с управляющими электродами транзисторов. Разряд конденсатора происходит через части индуктора. 1 ил.

1781791

20 управления

55 рого соединены с управляющими электродами транзисторов, а вход соединен с выходным выводом блока управления.

Преобразователь частоты для индукционного нагрева работает следующим образом.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использова..но в качестве источника питания для устайовок йндукцион ного нагрева.

Известен преобразователь частоты, содержащий подключенный к выходным выводам генератора переменного напряжения питания однофазный мостовой выпрямитель на диодах, конденсатор, шунтирующий выходные выводы выпрямителя, и инвертор, содержащий транзистор, соединенный с отрицательным выходным вйводом выпрямителя, С встречно параллельным диодом, включенный последовательно с нагрузочным контуром, состоящим из сое- 1

* диненнйх"параллельно индуктора и компенсирующего конденсатора, соединенным с положительным выходным выводом выпрямителя, блок управления. выходной вывод которого соединен с управляющим электродом транзистора, Недостатком преобразователя частоты для индукционного нагрева является низкий КПД, что обусловлено повышенными потерями в транзисторе при коммутациях, 2 большими токами, протекающими через транзистор. обусловленными разрядом компенсирующего конденсатора и работой в однотактном режиме.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь частоты для индукционного нагрева, который и рассматривается в качестве прототипа.

Прототип содержит подключенный к выходным выводам генератора переменного напряжения питания однофаэный мостовой выпрямитель на диодах, конденсатор, шунтирующий выходные выводы выпрямителя, и инвертор, содержащий транзистор. соединенный с отрицательным выходным выводом выпрямителя, с последовательным диодом, включенным последовательно с нагруэочным контуром, состоящим из соединенных параллельно индуктора и компенсирующего конденсатора, соединенным с положительным выходным выводом выпрямителя, блок управления, выходной вывод которого соединен суправляющим электродом транзистора.

° Недостатком прототипа является низкий КПД, что обусловлено повышенными потерями о транзисторе и диоде при коммутациях, большими токами, протекающими через них, обусловленными разрядом компенсирующего конденсатора и работой в однотактном режиме.

Цель изобретения — повышение КПД преобразователя частоты для индукционного нагрева.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователе частоты для индукционного нагрева, содержащем подключенный к выходным выводам генератора переменного напряжения питания однофаэный мостовой выпрямитель на диодах, конденсатор, шунтирующий выходные выводы выпрямителя, и инвертор, содержащий первый транэистор, соединенный с отрицательным выходным выводом выпрямителя, с последовательным первым диодом, включенным последовательно с нагрузочным контуром, состоящим из соединенных параллельно индуктора и компенсирующего конденсатора, блок управления, индуктор выполнен с отводом, положительный выходной вывод выпрямителя соединен с отводом индуктора, преобразователь снабжен последовательной цепью из второго транзистора и второго диода, шунтирующей цепь иэ нагрузочного контура и первого транзистора с последовательным диодом; распределителем импульсов управления транзисторами, выходные выводы которого. соединены с управляющими электродами транзисторов, а вход соединен с выходным выводом блока

Существенным отличием преобразователя является повышенный КПД, что обусловлено малыми коммутационными потерями в полупроводниковых приборах, связанными с уменьшением скоростей нарастания тока через них, снижением уровней тока и работой в двухтактном режиме, характеризующемся повышенным КПД, На чертеже приведена схема преобразователя частоты для индукционного нагрева.

Преобразователь частоты содержит подключенный к выходным выводам генератора переменного напряжения питания 1 однофазный мостовой выпрямитель на диодах 2-5, конденсатор 6, шунтирующий выходные выводы выпрямителя, нагруэочный контур, состоящий из соединенных параллельно индуктора 7 с отводом и компенсирующего конденсатора 8, выводы которого соединены с отрицательным выводом выпрямителя через последовательные цепи иэ транзисторов 9 и последовательного диода

10,транзистора 11 и последовательного диода 12 соответственно, блок управления 13, распределитель импульсов управления транзисторами 14, выходные выводы кото1781791 никовых приборах, скоростей нарастания тока через них и работой в двухтактном режиме, При выполнении преобразователя частоты по заявляемой схеме снижаются скорости нарастания тока через полупроводниковые приборы в 2-2,5 раза и амплитуда токов в 4 — 4,5 раза. Это обусловлено разрядом конденсатора 6 через части индуктора 7 (1) и 7 (2), ограничивающие токи.

Повышение КПД обеспечивается за счет увеличения тактности схемы. В заявляемом преобразователе частоты протекание тока от источника питания через элементы нагрузочного контура происходит на обоих полупериодах выходного напряжения, что обеспечивает снижение установленной мощности реактивных элементов и повышает КПД преобразователя, 5

Формула изобретения

Преобразователь частоты для индукционного нагрева, содержащий подключенный к выходным выводам генератора переменного напряжения питания однофазный мостовой выпрямитель на диодах, конденсатор, шунтирующий выходные выводы выпрямителя, и инвертор, содержащий первый транзистор. соединенный с отрицательным выходным выводом выпрямителя, с последовательным первым диодом, включенным последовательно с нагруэочным контуром, состоящим иэ сое20

30 диненных параллельно индуктора и компенповышения КПД, индуктор выполнен с отводом, положительный выходной вывод выпрямителя соединен с отводом индуктора, преобразователь снабжен последовательной цепью иэ вторсго транзистора и второго

40 диода, шунтирующей цепь из нагруэочного контура и первого транзистора с последовательным диодом, распределителем импульсов управления транзисторами, выходные выводы которого соединены с управляющими электродами транзисторов, а вход соединен с выходным выводом блока управления.

Составитель Е.Силкин

Техред M.Ìîðãåíòýë Корректор С.Патрушева

Редактор. А,Соколова

Заказ 4280 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

При отпирании транзистора 9 происходит разряд конденсатора 6 через первую половину индуктора 7 (t) по цепи: 6-7(1)-109-6, Через половину периода выходного напряжения преобразователя транзистор запирается. После запирания транзистора 9 открывается транзистор 11. Конденсатор 6 переэаряжается через вторую половину индуктора 7 (2) по цепи: 6 — 7 (2)-12-11-6. По окончании второй половины периода транзистор 11 выключается.

Протекание тока разряда конденсатора

6 через части индуктора 7 (1), 7 (2) обеспечивает протекание переменного тока в нагрузочном контуре 7, 8, Конденсатор 6 заряжается от генератора переменного напряжения питания 1 через диоды выпрямителя 2 — 5, Импульсы управления транзисторами 9, 11 формируются блоком управления 13. Распределение импульсов управления осуществляется распределителем 14, Следующий период в работе преобразователя частоты начинается с момента отпирания транзистора 9, Процессы s преобразователе после включения транзистора 9 аналогичны описанным.

Диоды 10 12 обеспечивают защиту: транзисторов 9, 11 от обратного напряжения.

Конденсатор 8 предназначен для компенсации реактивности индуктора 7.

Регулирование выходной мощности преобразователя частоты осуществляется изменением длительности проводящего состояния транзисторов 9, 11 на периоде выходного переменного напряжения, Блок управления 13 преобразователя частоты выполнен аналогично блоку управления прототипа, По сравнению с прототипом КПД заявляемого преобразователя частоты для ин. дукционного нагрева выше ориентировочно на 4 — 5;, для источников питания на мощность в единицы киловатт). Это обеспечивается существенным снижением коммутационных потерь в полупроводсирующего конденсатора, блок управления, 35 отличающийся тем,что,сцелью