Автономный последовательный инвертор

Автономный последовательный инвертор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Н. П. Попов, Л. И. Гутин, A. К. Белкин-, и P. (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель

Уфимский авиационный институт имени Орджон (54) АВТОНОМНЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ

ИНВЕРТОР

1.

Изобретение относится к преобразо вательной технике и может найти применение в технике индукционного нагрева и плавки металлов.

Известен последовательный инвертор, содержащий тиристорный мост с встреч- 5 но-параллельными диодами, коммутирующую LC-цепь в диагонали этого моста, а также нагрузочную цепь, подключенную через входной дроссель к источнику. питания и содержашую разделительный конден1О сатор, причем последовательно с .коммутйруюшей )„С-цепью включен дополнительный дроссель, шунтированный парой встречно-параллельных тиристоров (1 j.

Недостатками данного последователь15 ного инвертора являются пониженный

КПД из-эа потерь в дополнительном дросселе и невозможность получения выходного регулируемого напряжения выше напряжения источника питания.

Известен резонансный инвертор с удвоением. выходного напряжения, состояший иэ двух тиристорных мостов, каждый.. !

I с из которых имеет коммутирующий контур в диагонали переменного тока и входной дроссель в диагонали постоянного тока, и систему управления, содержащую связанные между собой задающий генератор, первый распределитель и выходные формирователи импульсов, подключенные к управляющим переходам тиристоров соответствующих групп каждого иэ мостов, при этом вход цепи обратной связи соединен с выходными выводами инвертора, а выход - с входом блока задержки, выход которого соединен с входом второго распределителя, причем выходы второго распределителя связаны с входами выходных формирователей соответствующих групп тиристоров каждого из мостов 2).

Недостатками этого инвертора являются невозможность регулирования выходного напряжения выше йапряжения источника питания и сложность схемы.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является авто«

3 9668 номный последовательный инвертор, содержащий два встречно, включенных тиристорных моста, подсоединенных через разделительные диоды и обший входной дроссель к источнику питания, причем противофазные плечи указанных мостов соединены между собой через обшие коммутируюшие дроссели, средние точки которых образуют обшие выводы переменного тока, к которым через коммутиру- и юший .конденсатор подсоединена нагрузка, а к выводам постоянного тока мостов подключены конденсаторы фильт» ра (3).

Недостатки данного инвертора - невозможность дискретного регулирования выходного напряжения, которое необходимо при открытой и вакуумной плавке металлов, а также при литье алюминия в электромагнитный кристаллиза—.ор невозможность получения выходного регулируемого напряжения выше напряжения источника питания.

Бель изобретения - расширение диапазона регулирования выходного напряжения инвертора. .Пля достижения поставленйой цели параллельно каждому из фильтровых конденсаторов подключена цепочка, состояц;ая и из последовательно соединенных дополнительного фильтрового конденсатора и диода, шунтированного встречным тиристором.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема автономного последовательного инвертора.

Автономный последовательный иивертор содержит два моста 1, 2, подключенные через разделительные диоды 36 и входной дроссель 7 к источнику питания 8, в обшую диагональ переменного тока которых включена последовательная . цепочка из коммутирующего конденсатора

9 и нагрузки 10, а диагональ постоянного тока образована фильтровыми конденса, торами 11, 12. В каждом из мостов два синфазных плеча образованы тиристорами прямого тока 13-16, а два другихтиристорами встречного тока 1.7-20 противофазные плечи которых (13, 16; 18, 19; 14, 15; 17, 20) соединены между собой через коммутируюшие дроссели 21, 22; блок управления 23 тиристорами встречного тока 17-20 и блок управления тиристорами прямого тока 13-16, состояший из последовательно соединенных задаюшего генератора 24 с регулятором частоты 25, формирователя 26 и распределителя. 27 отпираюших импуль32 4 сов; две цепочки, каждая из которых образована последовательно соединенными дополнительным фильтровым конденсатором 28 (29) и диодом 30 (31), зашунтированным тиристором 32 (33), управляюший переход которого подключен к дополнительному распределителю отпираюших импульсов 34, последний через ключ 35 соединен с формирователем 26 блока управления тиристорами прямого тока, при этом каждая из цепочек подключена параллельно соответствуюшему фильтровому конденсатору 11 и 12.

Автономный последовательный инвер- . тор в квазиустановившемся режиме работает следуюшим образом.

Пусть коммутируюший конденсатор 9 имеет полярность напряжения, указанную на чертеже, При подаче импульсов управления от блока управления тиристорами прямого тока на тиристоры 13, 14 происходит колебательный перезаряд коммутируюшего конденсатора 9 по цепи:.фильтровый конденсатор 11, тиристор 13, часть коммутируюшего дросселя 21, коммутируюший конденсатор 9, нагрузка 10, часть коммутирующего дросселя 2 2, тиристор 14, фильтровый конденсатор 11.

Когда полуволна тока тиристоров 13, 14 пройдет через нулевое значение, они выключаются и обратную полуволну тока коммутирующего конденсатора 9 берут на себя тиристоры 19, 20 (управляющие импу льсы на их включение подаются m блока управления тиристорами встречного тока 23), сбрасывая излишнюю реак тивную энергию с коммутирующего конденсатора 9 на фильтровый конденсатор 12, B интервалах проводимости тиристорами 15, 16, а затем 17, 18 процессы протекают аналогично . На этом заканчивается полный цикл работы схемы.. При открытой и вакуумной плавке металлов в некоторых: случаях необходимо дискретно изменять амплитуду напряжения на индукторе плавильной печи (т. е. амплитуду выходного напряжения инвертора) для выдерживания металла перед заливкой в формы. С этой целью в автономном последовательном инверторе производят изменение среднего за период напряжения на фильтровых конденсаторах 11, 12 путем изменения отношения, величин емкостей фильтрового

11 (12) и коммутируюшего 9 конденсаторов.

5 .96

Изменяя дискретно уровень пульсаций напряжения на фильтровых конденсаторах 11, 12 (путем изменения их емкостей), можно соответственно регулиро- . вать и величину напряжения на конденсаторах фильтра> а следовательно, и величину тока в нагруэочной диагонали инверторного моста.

В данном автономном последователь1 ном инверторе для изменения выходного напряжения осушествляют подключение или отключение дополнительных фильтровых конденсаторов 28, 29 к основным через диод 30 (31) и тиристор 32 (33).

Подключение и отключение дополнительных фильтровых конденсаторов осушествляется с помошью ключа 35, который соединяет цепь между формирователем отпираюших импульсов 26 и дополнительным распределителем 34. дополнительные фильтровые конденсаторы 28, 29 нормально заряжаются от источника питания 8 через входной дроссель 7, разделительные диоды 3»»6 и диоды 30, 31, При замыкании ключа 35 отпираюшие импульсы с формирователя 26 передаются с помошью дополнительного распределителя 34 к тиристорам 32, 33, -включая их, тем самым подключая дополнительные фильтровые конденсаторы 28, 29 к основным 11, 12 и изменяя выходное напряжение инвертора.

Таким образом, применение данного автономного последовательного инвертора позволяет расширить диапазон регулирования выходного напряжения, так как появляется возможность получения напряжения превышающего напряжения источника питания, и возможность дисФ кретного регулирования амплитуды выходного напряжения и мошности инвертора.

6832 d

Фо рмула изобретения

Автономный последовательный инвертор, содержаший два встречно включенных THpHcTopHblx моста, подсоединенных через разделительные диоды и обший входной дроссель. к источнику питания, причем противофазные плечи указанных

: мостов соединены между собой через

16, обшие коммутирующие дроссели, сред, ние точки которых образуют обшие выводы переменного тока, к которым через коммутируюший конденсатор подсоедине на нагрузка, а к выводам постоянного

3$ тока мостов подключены конденсаторы фильтра, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что с целью расширения диапазона регулирования выходного напряжения, параллельно каждому из фильтровых кон20 денсаторов подключена цепочка, состояшая из последовательно соединенных дополнительного фильтрового конденсатора и диода, шунтированного встречным тиристором.

25 )

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Авторское свидетельство СССР . № 712911, кл. Н 02 М 7/515, 1977.

2, Авторское свидетельство СССР № 678614> кл. Н 02 М 7/515, 1976, 3. Попов Н. П., Гутин Л. И,, Белкин А. К., Копьев М. П. Новая" схема автономного инвертора для электротермических установок. Тезисы докладов

Всесоюзной научно-технической конференции Применение в технологических процессах машиностройтельного производства полупроводниковых преобразователей частоты". Уфа, 1980,.с. 22, рис. 1.

966832

Составитель Г. Вотчицев

Редактор О. Колесникова Техред И.Гайду Корректор Ю. Макаренко

Заказ 7896/73 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5. Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4