Высокочастотный тиристорный преобразователь

Высокочастотный тиристорный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

еитиа-те. био.„.б, -, 6п""-qw< и::а ".) (=.,, Союз Советских

Сощиалистическик

Республик

:" 651442

- ъ /

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51) М. Кл. (22) Заявлено 11.08.76 (21) 2395642/24-07 н 02 М 7/505

//Н 02 P 13/18 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государстненный комитет

С CCF по делам изобретений и открытии (53) УДК 621.314.27 (088.8) Опубликовано 05.03,79.Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 0803,79

М.М. Акодис, B . .B . .Шицицын, B . .B . .Рудный, В. И. Лузгин, A.A.Íoâèêoâ, A.A.Ðóõìàê и В.И.Дягилев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова (54) ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано, например, для питания ультразвуковых технологических установок.

Известны схемы преобразователей, в которых для обеспечения защиты от сверхтоков используется запирание тиристоров питающего. выпрямителя (1).

Известны также схемы преобразователей, в которых для обеспечения надежности защиты преобразователя питание системы управления выпрямителем преобразователя происходит эа счет напряжения, снимаемого с коммутирующих конденсаторов инвертОра этого же преобразователя (2).

Однако использование высокочастотного напряжения для управления выпрямителем усложняет пусковые процессы инвертора. Для увеличения надежности пуска в этом случае известно применение синхронизированного с питающей сетью пуска выпрямителя (3) или пуска инвертора после заряда фильтрового конденсатора (4). Известно также устройство пуска инвертора с предварительно заряженным фильтровым кон- ЗО денсатором (5).

Однако такие устройства не могут быть использованы в инверторе, работающем в импульсном режиме регулирования мощности, так как частота подачи высокочастотной энергии не совпадает с частотой питающей сети, а устройство пуска, выполненное по типу (5), не может быть использовано, так как в нем требуется значительное время для заряда фильтрового конден сатора, что ограничивает предельную частоту включения инвертора, а также не обеспечивает надежного отключения инвертора при срыве процесса инвертирования.

В преобразователе, описанном в (6), обеспечивается эапирание выпрямителя при срывах инвертирования эа счет падения напряжения на коммутирующем конденсаторе. Такой способ защиты обеспечивает надежное отключение инвертора, но затрудняет его пуск, что существенно ограничивает возможности его применения в инверторе, работающем в режиме импульсного регулирования выходной мощности.

Преобразователи с пусковыми устройствами, описанными в (7,8), сравнительно сложны и мало пригодны для

651442 режима импульсного регулирования выходной мощности инвертора.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь, описанный в (9). Он содержит силовой управляемый выпрямитель, выходом через индуктивно- 5 емкостной фильтр подсоединенный к шинам питания высокочастотного инвертора, блок управления тиристорами выпрямителя, включающий в себя формирователи импульсов, выходами свя- ц) занные с управляющими входами тиристоров, и обеспечивающий защиту преобразователя при аварийных режимах за счет снятия с тиристоров управляющих -импульсов по сигналу с выхода упомянутого фильтра, а также блок управления высокочастотным инвертором.

Недостатком этого решения также являются трудности, возникающие при

" частых пусках инвертора, характеризующих режим импульсного регулирования его выходной мощностй ;

Цель изобретения — повышение функциональной надежности при импульсном регулировании выходной мощности эа счет улучшения пусковых процессов. Й>

Это достигается тем, что преобразователь снабжен дополнительным маломощным неуправляемым выпрямителем, выход которого связан с выходом силового управляемого выпрямителя через ЗО резисторы и конденсатор. Преобразователь также отличается тем, что питающие выводы Формирователей импульсов блока управления выпрямителем подключены к шинам питания инвертора. 5

Йа фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого преобразователя; на Фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя.

Преобразователь содержит силовой тиристорный выпрямительный мост 1, вспомогательный неуправляемый выпрямительный мост 2, индуктйвно--емКостной фильтр 3, 4, инвертор 5, выходной формирователь 6 импульсов блока управления выпрямителем, генератор

7 импульсов, блока управления выпрямителем, ограниченные сопротивления

8-11 вспомогательного выпрямителя, конденсатор фильтра 2 вспомогатель- 50 ного выпрямителя, шунтирующий тиристор 13, широтно-импульсный модулятор

14, блок 15 управления инвертором и нагрузку 16.

На диаграммах (фиг.2) приняты сле- 55 дующие обозначения; — напряжение на выходе силового выпрямителя, — напряжение на выходе вспомо. гательного выпрямителя, U4 — напряжение на фильтровом конденсаторе 4;

Ug — напряжение на выходе формирователей 6; момент вфеменй"подачи йитаю- щего напряжения от гети, 65 момент начала работы формирователей 6;

t> — момент времени, соответствующий полному заряду конденсатора фильтра 4;

t4 — момент времени, соответствующий началу аварийного процесса в инверторе;

tg — момент времени полного запирания выпрямителя 1.

Преобразователь работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения в момент времени t1 на входы переменного тока мостов 1 и 2 начинает работать только мост 2 и подзаряжает кон денсатор фильтра 4. В момент времени начинает работать выходной формирователь 6, с выходов которого серия импульсов поступает на управляющие электроды тиристоров силового выпрямителя 1. Конденсатор фильтра 4 быстро заряжается до полного напряжения. Если на инвертор поданы управляющие импульсы, то он начинает работать.

При срывах инвертирования фильтровый конденсатор 4 быстро разряжается через инвертор 5, и выходной формирователь 6 прекращает работу. Прекращается подача управляющих импульсов на тиристоры выпрямителя 1, и он запирается. Скорость нарастания тока тиристоров инвертора 5 ограничивается индуктивностью фильтра 3.

Таким образом обеспечивается быстродействующая защита преобразователя частоты при опрокидывании инвертора.

Импульсный режим работы преобразователя получается путем прерыванияподачи управляющих импульсов на тиристоры инвертора. Для предотвращения перенапряжений на тиристорах инвертора 5 в момент паузы индуктивность фильтра 3 шунтируется тиристором 13.

Предложенная схема позволяет при сохранении высокой надежности защиты от срывов избежать применения сложных пусковых устройств и создать преобразователь, работающий в импульсном режиме при любом количестве импульсов в пачке и любой скважности выходных импульсов. Это дает воэможность регулировать среднюю выходную мощность преобразователя от нуля до максимальной при сохранении высокой удельной мощности во время следования импульса.

Формула изобретения

1. Высокочастотный тиристорный преобразователь, содержащий силовой управляемый выпрямитель, выходом через индуктивно-емкостный фильтр подсоединенный к шинам питания высокочастотного йнвертора, блок управления THpHcTopcLMH выпрямителя, вклю6514

tr tz

Put. 2

Составитель Г.Мыцык

Техред М. Петко КорректорО.Билак

Редактор В.Фельдман

Заказ 817/51 Тираж 856 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, Ул.Проектная,4 чающий в себя формирователи импульсов, выходами связанные с управляющими входами тиристоров, и схему защиты преобразователя, а также блок управления высокочастотным инвертором, отличающийся тем, что, с целью повышения функциональ- 5 ной надежности при импульсном регулировании выходной мощности за счет улучшения пузановых процессов, он снабжен дополнительным маломощным неуправляемым выпрямителем, выход ко- )() торого связан с выходом силового управляемого выпрямителя через вспомогательные резисторы и конденсатор.

2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения, питающие выводы формирователей импульсов блока управления выпрямителем подключены к шийам питания инвертора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

42 б

1. Справочник Тиристоры . Под ред. В. A Лабунцова и др. М., Энергия, 1971, с. 374, рис. 15-8.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 366539, кл. Н 02 Р 13/16, 03.12.68

3. Авторское свидетельство СССР

Р 428507, кл. H 02 М 5/22, 14.03.72.

4. Авторское свидетельство СССР

Р 350112, кл. Н 02 М 7/46 б7 Н 02 р 13/18 26.05.69.

5 ° Авторское свидетельство СССР

Р 299918, кл. H 02 M 5/16, 18.07.69.

6. Акодис М.М. и др. Тиристорный преобразователь повышенной частоты с системой защиты от срывов инвертора.

Журнал Электротехника, Р 10, 1971.

7 ° Авторское свидетельство СССР

Р 286052, кл. 21 dZ 14/01, 1970.

8. Авторское свидетельство СССР

Р 288122, кл. 21 dz 14/02, 1970.

9. Беркович Е.И. и др. Тиристорные преобразователи высокой частоты.

Л., Энергия, 1973, с. 179-182 °