Автономный инвертор
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических республик
<и 98 59 04 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 05, 06. 81 (21) 3297586/24-07 (5t)M. Кл.
Н 02 М 7/515
Н 02 Р 13/18 с присоединением заявки М
focJABpclbNoll комитет
СССР (23) Приоритет до делам изобретений и открытий
Опубликовано 30.12.82. Бюллетень №48 (53) УДК621.314.. 572 (088. 8) Дата опубликования описании 30. 12,82
А.K.Áåëêèí и О.Н.Рыбенкова
ы а .т-, - т,ду
- с,, уфимский авиационный институт ии. Ъййцвцнийиййву (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР
Изобретение относится к преобразо вательной технике и может быть использовано в установках для нагрева кузнечных заготовок, при нагреве перед наплавлением толкателей клапанов двигателей внутреннего сгорания и при 5 нагреве прутков перед рубкой. . Известны автономные инверторы, содержащие два тиристорных моста с кон денсаторами в диагоналях переменного тока, коммутирующие конденсаторы, дроссели и нагрузку, а также блок управления и защиты f13 и 121.
Недостатком известных инверторов является возможность появления положительного напряжения на тиристорах во время паузы, когда выключены все тиристоры, что может вызвать срыв инвертирования.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности автономный инвертор содержит два тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока
2 подключенных через фильтровые дроссели к входным выводам, зашунтированным фильтровым конденсатором к диагонали постоянного тока каждого из упомянутых мостов подключена соответствующая последовательная цепочка из разделительного конденсатора, коммутирующего дросселя и общей для обоих мостов нагрузки, два отсекающих диода, подключенных катодами к положительному входному выводу, а анодами - соответственно к обцим точкам соединения разделительных конденсаторов и коммутирующих дросселей, блок управления и,защиты, образованный задающим генератором, вход которого соединен с блоком включения и отключения, а выход - с распределителем отпирающих импульсов, при этом вход блока. включения и отключения соединен с выходом формирователя аварийных импульсов (3) .
Недостаток этого инвертора обусловлен возможностью появления полоОт — О, (UÑ U + "q}7
3 98590 жительного напряжения на всех тиристорах неработающего моста, когда напряжение на нагрузке становится больше, чем напряжение на входе инвертора, что уменьшает время, представляемое тиристорам на восстановление их управляющих свойств, и при водит к срыву инвертирования.
Цель изобретения - исключение сры. вов инвертирования, возникающих при 1î уменьшении времени, предоставляемого на восстановление управляющих свойств тиристоров.
Поставленная цель достигается тем, что в инвертор введены датчик тока и 1s дополнительный диод, подключенный катодом к катодаМ отсекающих диодов, а анодом через первичную обмотку датчика тока - к общей точке соединения нагрузки и. коммутирующих дрос- . о селей, а вторичная обмотка датчика тока соединена с входом формирователя аварийных импульсов.
На фиг. 1 приведена электрическая схема автономного инвертора, на фиг.2- кривые напряжения на тиристорах.
Автономный инвертор содержит два тиристорных моста 1-2 с тиристорами
3-10 (тиристоры 3-6 - моста 1, тиристоры 7-10 — моста 2) и коммутирующими зо конденсаторами 11 и 12 в диагоналях переменного тока, подключенных через фильтровые дроссели,13 и 14 к входным выводам 15 и 16, эашунтированным фильтровым конденсатором 17, зз диагонали востоянного тока которых образованы разделительными конденсаторами 18 и 19, коммутирующими дросселями 20 и 21 и общей для обоих мостов нагрузкой 22, а также два отсекающих диода 23 и 24, подключен.ных катодами к положительному входному выводу 15, а анодами - соответственно к общим точкам соединения разделительных конденсаторов 18 и 19 и коммутирующих дросселей 20 и 21, 45 блок 25 управления и защиты, образованный задающим генератором 26, связанным с одной стороны с блоком 27 включения и отключения, в с другой через формирователь 28 — с распреде50 лителем 29 отпирающих импульсов, при этом блок 27 включения и отключения соединен с выходом формирователя 30 аварийных импульсов, датчик 31 тока и дополнительный диод 32, подключенный катодом и катодам отсекающих диодов 23 и 24, а анодом через первичную обмотку датчика тока 31 - к об-, 4 ф щей точке соединения нагрузки 22 и коммутирующих дросселей 20 и 21, а вторичная обмотка датчика 31 тока соединена с входом формирователя
30 аварийных импульсов, Автономный инвертор в квазиустановившемся режиме работает следующим образом. фильтровый 17 и разделительные
I8 и 19 конденсаторы нормально заряжены до входного напряжения U .
Пусть коммутирующие конденсаторы 11 и 12 имеют полярность напряжения, укаэанную на фиг. 1. Импульсы, вырабатываемые блоком 25 управления и защиты, подаются в четырехтактной последовательности на тиристоры 3,5;
7,9; 4,6 ; 8,10. При включении тиристоров 3,5 коммутирующий конденсатор 11 начинает колебательно перезаряжаться, полярность напряжения на коммутирующем дросселе при этом такова, что отсекающий диод 23 заперт. Как только ,ток тиристоров 3,5 пройдет через максимальное значение, полярность напряжения на коммутирующем дросселе меня- ется на противоположную (U рL — ) (3j
4 Д и при достижении суммарного напряжения на коммутирующем дросселе 20 и нагрузке 22 большего, чем напряжение фильтрового конденсатора 17, включается диод 23, сбрасывая излишнюю реактивную энергию с коммутирующего дросселя 20 и нагрузки 22 на фильтровый конденсатор 17. Ток тиристоров 3,5 при этом резко падает, и они выключаются.
Далее происходят аналогичные процессы при включении следующих тиристоров 7, 9, затем 4,6 и заканчивается полный цикл работой тиристоров 8,-10. форма напряжения на тиристорах обоих мостов, когда напряжение на нагрузке меньше входного напряжения инвертора (U>(Ug ) показана на фиг. 2а.
Во время работы тиристоров одного моста к тиристорам другого прикладывается напряжение
i. е U> - напряжение, приложенное к тиристорам неработающего моста, U — напряжение на коммутирующем конденсаторе, равное +2U, Ug - входное напряжение инвертора,"
0 Н - напряжение на нагрузке.
0т становится положительным, если напряжение на нагрузке 22 больше входного 0 (Ug), что сокращает время (t>) предоставляемое тиристорам;на восстановление их управляющих свойств (фиг. 2б) приводит к срыву инвертирования и выходу тирис-. торов из строя, Для исключения этого в схему .автономного инвертора введены датчик
31 тока и дополнительный диод 32.
Как только напряжение на нагрузке
22 будет. больше, чем Ug (а это имеет место при активно-индуктивной нагрузке, при рассогласовании инвертора с нагрузочным контуром), включается диод 32 и датчик 31 тока выда ет сигнал на запуск формирователя
30 аварийных импульсов, который и производит отключение задающего генератора 26 с помощью блока 27 вклю.чения и отключения, предотвращая срыв инвертирования и выход тиристоров из строя. формула изобретения
Автономный инвертор, содержащий два тиристорных моста с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока, подключенных через дроссели фильтра к входным выводам, зашунтированным конденсатором фильтра, к диагонали постоянного тока каждого из упомянутых мостов подключена соответствующая последовательная цепочка из разделительного конденсатора, коммутирующего дросселя и общей для обоих мостов нагрузки, два отсекающих диода, подключенных катодами к положительному вход5 985904 6 ному выводу, а анодами - соответст" венно к общим точкам соединения разделительных конденсаторов и коммутирующих дросселей цепочек, блок управ% ления и защиты, образованный задающим генератором, вход KoTopolo соединен с блоком включения и отключения, а выход - с распределителем отпирающих импульсов, при этом вход блока включения и отключения соединен с выходом формирователя аварий-. ных импульсов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью исключения .срывов инвертирования, возникающих при уменьшении временй, предоставляемого на восстановление управляющих свойств тиристоров, в схему введены датчик тока и дополнительный диод, подключенный катодом к катодам отсе.° 2O кающих диодов, а анодом через первич. ную обмотку датчика тока - к общей точке соединения нагрузки и коммутирующих дросселей, а вторичная обмотка датчика тока соединена с входом формирователя аварийных импульсов.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР зо и 652668, кл. Н 02 И 7/515, БИ 1979, H 10.
2. Гутин Л.И, и др. Тиристорный преобразователь частоты 8 кГц мощностью 100 кВт для индукционного нагрева кузнечных заготовок. - Тиристорные преобразователи частоты для индукционного нагрева металлов. Иежвузовский научный сборник. Уфа, 1976. и 6, с. 14, рис. 1. в 3. Кацнельсон С.И. Стабилизация напряжения и эффективность использования тиристоров в умножителях частоты . -. Учебное пособие (Уфимский авиационный институт) . Уфа, 1979, 45 с. 62, рис. 2-5, 2-6.