Преобразователь повышенной частоты

Преобразователь повышенной частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<»>955442 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.01.81 (21) 3268139/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл. з

Н 02 М 5/45

Н 02 М 7/515

Гевударствеиимй квмитет

СССР (53) УДК 621.314.. 572 (088.8) Опубликовано 30.08.82. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 05.09.82 по делам извбретеиий и вткрмтий (72) Авторы изобретения,В. В. Шипицын, В. И. Лузгин, А. А. Рухман, А.

В. В. Дрягин, A. В. Абрамов, Д. В. Чуркин и Б. (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОВЫШЕННОИ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для питания магнитострикционных акустических преобразователей, а также различных ультразвуковых технологических установок.

Известные схемы преобразователей повышенной частоты состоят из двух тиристорных мостов, в диагоналях переменного тока которых включены коммутируюшие конденсаторы через коммутирующий дроссель, подключенный к диагонали переменного тока мостов встречных вентилей, цепочек последовательно соединенных конденсаторов фильтра и коммутирующих дросселей, а также выходного трансформатора (1).

Недостатком известной схемы является ее сложность.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь повышенной частоты, содержащий подключенные к входным зажимам через фильтровые дроссели два последовательно соединенных моста с зануленным общим выводом и два последовательно соединенных конденсатора фильтра (2) .

Эта схема не требует соединения вентилей в плече, однако верхний предел рабочей частоты у нее ограничен 10 — 12 кГц.

Такие схемы способны работать в режимах близких к короткому замыканию нагрузки, но при увеличении эквивалентного сопротивления нагрузки снижается время, предоставляемое для восстановления управляемости прямых вентилей, что приводит к срыву инвертирования.

Цель изобретения — расширение частотного и нагрузочного диапазона..

Для достижения поставленной цели преобразователь, содержащий мостовой управляемый выпрямитель, подключенный к трехфазной питаюшей сети с нулевым выводом, к выводам постоянного тока которого подключены через дроссель фильтра два тиристорных моста, соединенные последовательно и подключенные общей точкой через дроссель к нулевому выводу сети, причем в диагональ переменного тока каждого моста включены коммутирующие конденсатор и дроссель, а параллельно мостам подключены конденсаторы фильтра, снабжен дополнительными коммутируюшими дросселями и конденсаторами, дополнительными конденсаторами и дросселями фильтра выходным трансформа955442

3 тором, первичная обмотка которого выполнена с вольтодобавочной обмоткой, и встречными вентилями, образующими два моста, в диагональ переменного тока каждого из которых включен коммутирующий дроссель соответствующего тиристорного моста, включенный между основным и дополнительным коммутирующими конденсаторами, причем параллельно каждому тиристорному мосту первичную обмотку трансформатора подключена последовательная цепочка, состоящая из дополнительных конденсатора фильтра и коммутирующего дросселя, общая точка которых.соединена с одним выводом постоянно го тока моста встречных вентилей, соединенного другим выводом постоянного тока с общей точкой конденсатора фильтра и дополнительного дросселя фильтра, включенного между указанным конденсатором фильтра и тиристорным мостом, и через другой встречный вентиль — с вольтодобавочной обмоткой, причем свободный конец первичной обмотки соединен с общей точкой конденсаторов фильтра.

На чертеже представлена схема преобразователя.

Преобразователь содержит мостовой управляемый выпрямитель на тиристорах 1 — 6, к выводам постоянного тока которого подключены через дроссели 7 и 8 фильтра и дополнительные дроссели 9 и 10 фильтра мосты на тиристорах 11 — 18 с коммутирующими основными конденсаторами 19 и 20, дросселями 21, 22 и дополнительными конденсаторами 23 и 24 в диагоналях, причем дроссели включены в диагонали мостов встречных вентилей 25-32, выводы постоянного тока которых подключены к точкам соединения конденсаторов 33 и 34 фильтра с дросселями 9 и 10, а также к точкам соединения дополнительных конденсаторов 35 и 36 фильтра с дополнительными коммутирующими дросселями 37 и 38, общая точка которых соединена с первичной 39 и вольтодобавочной 40 обмотками, причем последняя через другие встречные вентили 41 и 42 соединена с вывода м и постоя н ного тока мостов встречных вентилей, а вторичная обмотка 43 подключена к нагрузке 44. Общая точка конденсаторов 33, 34 соединена с нулевым выводом через дроссель 45.

Схема работает следующим образом.

Если включают тиристоры 9, 12 ток протекает по контуру конденсатора 36 (тиристор 11 — конденсатор 19 — дроссель 21— конденсатор 23 — тиристор 12 — обмотка

39 — дроссель 38 — конденсатор 36) и формирует в первичной обмотке 39, а следовательно, и в нагрузке 44 синусоидальный ток в течение половины периода собственной частоты коммутирующего контура. Поочередным отпиранием тиристоров 15 и 16, 13 и

14, 17 и 18 ток пропускают по контурам аналогичным описанным выше, при этом в на4 грузке формируют два периода выходной частоты.

Если эквивалентное сопротивление нагрузки мало, т.е. напряжение на элементах инвертора возрастает, и например, на дросселях 21 и 22, превышает напряжение на обмотке 39 и конденсаторе фильтра 34, то отпираются диоды 26, 28 или 25, 27, и ток рекуперации изменений электромагнитной энергии коммутирующих дросселей и источник питания замыкается по контурам: дроссель 38 — вентиль 27 — дроссель 21 — вентиль 25 — конденсатор 34 — обмотка 39— дроссель 38 и дроссель 24 — диод 28 — дроссель 21 — вентиль 26 — конденсатор 34— обмотка 39 — дроссель 38.

К преимуществам предлагаемой схемы относится, во-первых, расширение рабочего диапазона частот до 25 кГц, во-вторых, устойчивая работа преобразователя при резком изменении величины нагрузки в пределах от холостого хода до короткого замыкания, в-третьих, отсутствие последовательно соединенных вентилей в плече моста уменьшает требования к демпфирующим цепям и снижает их установленную мощность на 2025 %.

Ограничение раскачки напряжения на элементах в другом мосту осуществляется по аналогичным контурам. При возрастании эквивалентного сопротивления нагрузки напряжение на первичной обмотке 39 может достигать величины напряжения на конденсаторах 34 и 33, а с учетом вольтодобавочных витков и превышать. В этом случае диоды 42, 41 отпираются, ток протекает по контуру обмотки 39, 40 — вентиль 42 — конденсатор 34 — обмотка 39, ограничивая напряжение положительной полярности на нагрузке, а по контуру обмотка 39 — конденсатор 33 — вентиль 41 — обмотка 40 — обмотка 39 — при отрицательной. Общая точка зо мостов и конденсаторов фильтра 34, 33 связана с нулем питающей сети через дроссель 45. Он выполнен на замкнутом сердечнике из электротехнической стали. При работе инвертора индуктивность дросселя велика и тем самым пульсацию 150 Гц сглаживают, одновременно выравнивают напряжение на фильтре 33 — 36. При срыве инвертирования на одном из мостов дроссель

45 насыщается за короткий промежуток времени, в течение которого он ограничивает

4п нарастание тока короткого замыкания и ограничивает возможные напряжения на элементах другого моста. Таким образом, дроссель 45 длительно только сглаживает пульсации, а большие токи пропускает кратковременно, и мощность его значительно меньше

45 дросселей 9, 10, поэтому он не ухудшает весогабаритные показатели преобразователя в целом.

955442

Составитель И. Жеребина

Редактор Е. Папп Техред А. Бойкас Корректор М. Дем чик. Заказ 6469/73 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о крытий

1,13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Преобразователь повышенной частоты, содержащий мостовой управляемый выпрямитель,подключенный к трехфазной питающей сети с нулевым выводом, к выводам постоянного тока которого подключены через дроссели фильтра два тиристорных моста, соединенные последовательно и подключенные общей точкой через дроссель к нулевому выводу сети, причем в диагональ переменного тока каждого моста включены коммутирующие конденсатор и дроссель, а параллельно мостам подключены конденсаторы фильтра, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного и нагрузочного диапазона, он снабжен дополнительными коммутирующими дросселями и конденсаторами, дополнительными конденсаторами и дросселями фильтра, выходным трансформатором, первичная обмотка которого выполнена с вольтодобавочной обмоткой, и встречными вентилями, образующими два моста, в диагональ переменного тока каждого из которых включен коммутирующий дроссель соответствующего тиристорно6 го моста, включенный между основным и дополнительным коммутирующими конденсаторами, причем параллельно каждому тиристорному мосту через первичную обмотку трансформатора подключена последовательная цепочка, состоящая из дополнительных конденсатора фильтра и коммутирующего дросселя, общая точка которых соединена с одним выводом постоянного тока моста встречных вентилей соединенного другим выводом постоянного тока с общей точкой

10 конденсатора фильтра и дополнительного дросселя фильтра, включенного между указанным конденсатором фильтра и тиристорным мостом, и через другой встречный вентиль — с вольтодобавочной обмоткой, приIS чем свободный конец первичной обмотки соединен с общей точкой конденсаторов фильтph.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по за20 явке № 2730541/07, кл. Н 02 М 7/515, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР № 392592, кл. Н 02 М 5/42, 1971.