Автономный инвертор

Автономный инвертор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик о1>788307 (61) Дополнительное н авт. свид-ву (22) Заявлено 01.0279 (21) 2721517/24-07

\ (51) М. Кл с присоединением заявки ¹

Н 02 М 7/515

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 151280. Бюллетень № 46 (з? УДК 621 . 314 ..572(088.8) Дата опубликования описания 15.12.80 (72) Авторы изобретения

В.И. Агеев и В.В. Баранцев

Завод ВТУЗ при Московском трижды ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного

Знамени автомобильном заводе им. Н.h. Лихачева (71) Заявитель (54 ) АВТОНОМНЫЛ ИН ВЕРТОР

Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к автономным инверторам, и может быть использовано, например, в установках для индукционного нагрева металлов. 5

Известны автономные инверторы, выполненные по схеме параллельного мостового инвертора на тиристорах.

Такой инвертор содержит мост силовых тиристоров, сглаживающий дроссель и 10 коммутирующий конденсатор, параллельйо которому подключена нагрузка (индуктор) (1).

Недостатками инвертора являются плбхие пусковые характеристики и 15 трудность обеспечения устойчивой работы при сбросах и набросах нагрузки.

Известен также последовательно-параллельный инвертор, который содержит мост силовых тиристоров, сглажи- 20 вающий дроссель, конденсатор с включенной параллельно ему нагрузкой. (индуктором) и дополнительный конденсатор, который включен последовательно с основным конденсатором. Инверторы 21 такого типа имеют лучшие динамические свойства и обеспечивают возможность прямого пуска P J.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является автономный инвертор, предназначенный для работы в вакуумных инд,кционных установках, в которых имеется два индуктора, один из которых обеспечив ает расплавз:.ение металла, а другой

<рормирование слитка металла. Такой инвертор содержит мост силовых тиристоров, конденсатор в диагонали моста переменного тока, параллельно которому включена первая нагрузка (плавильный индуктор), и минимум два дополнительных тиристора, между общей точкой которых и одним из выходных" выводов основного моста включен дополнительный коммутирующий конденсатор, параллельно которому включена вторая нагрузка (кристаллизационный индуктор). Если требуется обеспечить согласованную работу более чем двух нагрузок, количество дополнительных тиристоров соответствующим образом увеличивается (3).

Такой инвертор сохраняет все недостатки параллельного инвертора (в частности, плохие динамические характеристики), поскольку он работает в режиме переключения тока с.одной нагрузки на другую с переменной скважностью.Особенно усложняется его работа в переходных режимах в тех

788307 случаях, когда добротность колебательного контура нагрузки велика, что как раз и наблюдается в индукционных нагревательных установках, так как в этом случае амплитуда напряжения на конденсаторе в первую после переключения полуволну оказывается настолько маленькой, что не обеспечиваются удовлетворительные условия коммутации.

Цель изобретения — улучшение динамических характеристик инвертора при его работе на контур с высокой добротностью.

Поставленная цель достигается тем, что автономный инвертор, содержащий связанные со входными выводами че- 15 рез дроссель фильтра тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали, подключенным параллельно паре выходных выводов, и, как минимум, одну цепочку иэ двух последовательно соединенных тиристоров, общая точка которых связана с одним из второй пары выходных выводов, шунтированных дополнительным конденсатором причем другой выходной вывод второй пары соединен с одним из выходных выводов первой пары, снабжен параллельным С-контуром, включенным в диагональ моста последовательно с коммутирующим конденсатором, причем точка соединения последнего с С-контуром 30 подключена к указанному другому выходному выводу второй и последующих пар выходных выводов.

Кроме того, с целью повышения надежности инвертор снабжен, по край- 3$ ней мере, одним параллельным LC-контуром, соединенным последовательно с дополнительным конденсатором и подключенным к общей точке указанных двух последовательно соединенных ти- 4О ристоров.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема инвертора.

Схема содержит дроссель 1 фильтра, силовые тиристоры 2-7, коммутирующие конденсаторы 8 и 9, нагрузки (индук- 45 торы) 10 и 11, основной LC-контур 12 и,13, дополнительный LC-контур 14 и

15, источник питания (выпрямитель)

16. Тиристоры 4 и 5 соединены с нагрузкой 10, тиристоры 6 и 7 — с на- 50 груэкой 11, а тиристоры 2 и 3 — с обеими нагрузками. Таким образом, тйристоры 4 и 5 пропускают ток только нагрузки 10, тиристоры б и 7 — только нагрузки 11, а тиристоры 2 и 3 пропускают токи обеих нагрузок.

Автономный инвертор работает следующим образом.

Если в исходный момент времени попеременно переключаются тиристоры

2 и 5, формирующие положительную полуволну тока в нагрузке 10, и тиристоры 3 и 4, формирующие отрицательную полуволну тока, то нагрузка 11 обесточена, так как тиристоры 6 и 7 закрыты. Фактически в этом режиме 65 схема работает как последовательнопараллельный инвертор, так как контур, состоящий из конденсатора 12 и дросселя 13, имеет на частоте инвертора емкостной сдвиг, близкий к 9Ю .

При необходимости включения нагрузки 11 и выключения нагрузки 10 система управления подает импульсы следующим образом.

Если в.момент, предшествовавший переключению, включены тиристоры 2 и 5,. то в момент переключения подаются импульсы на тиристоры 3 и б.

При этом происходит коммутация, и тиристор 5 закрывается разрядом конденсаторов 12 и 8 через тиристор 3, а тиристор 2 — разрядом конденсатора

12 через незаряженные конденсаторы 9. и 14 и тиристор б. Аналогично при включенных тиристорах 3 и 4 подаются импульсы на тиристоры 2 и 7, и при этом происходит коммутация, в реэультате которой нагрузка 10 отключается, вследствие того, что выключены тиристоры 4 и 5, а нагрузка 11 подключается через тиристоры 2 и 7 и б и 3, работающие попарно, к источнику питания.

Далее порядок работы повторяется.

Управление установкой осуществляется так, чтобы напряжение на выходе выпрямителя источника питания соответствовало суммарной мощности обеих нагрузок (10 и 11), а отношение длительности работы групп 4, 5 и б, 7 к периоду широтно-импульсной модуляции (ШИМ) определяется из условия поддержания заданной мощности на каждой иэ нагрузок. Период ШИМ выбирается иэ технологических требований. Период переключения установки с нагруэки на нагрузку должен в несколько раз превышать период работы инвертора.

Использование схемы позволяет эначительно улучшить пусковые характеристики инвертора и его динамические характеристики в режиме переключения тока с одной нагрузки на другую.

Формула изобретения

1. Автономный инвертор, содержа. щий связанные со входными выводами через дроссель фильтра тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали, подключенным параллельно паре выходных выводов, и, по крайней мере, одну цепочку из двух последовательно соединенных тиристоров, общая точка которых связана с одним из второй пары выходных выводов, шунтированных дополнительным конденсатором, причем другой выходной вывод второй пары соединен с одним из выходных выводов первой пары, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик, он снабжен параллельным LC-контуром, включенным в диагональ моста последовательно с коммутирующим конденсато788307

Составитель И.Жеребина

Редактор Ф.Муха Техред Н.Бабурка Корректор М.Шароши

Заказ 8371/66 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ром, причем точка соединения последнего с LC-контуром подключена к указанному другому выходному выводу второй и последующих пар выходных выводов.

2. Инвертор по п. 2, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен, по крайней мере, одним дополнительным параллельным LС-контуром, соединенным последовательно с дополнительным конденсатором и подключенным к общей точке укаэанных двух последовательно соединенных тиристоров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе

1. Ситник Н.Х. Силовая полупроводниковая техника. М., "Энергия", 1968.

2. Беркович E.H. и др. Тиристорные преобразователи высокой частоты.

Л., "Энергия", 1973.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2604963/07, кл. Н 02 М 7/515, 1978.