Высокочастотный последовательный инвертор

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и м. б. использовано при разработке источников питания установок с промежуточным звеном высокой частоты, а также в высокочастотных технологических установках. Целью является увеличение выходной частоты и надежности. Устр-во содержит ячейки на тиристорах 12-17 с коммутирующими конденсаторами 9-11. Последовательно с обратными вентилями 6, 7 включены дополнительные дроссели 4, 5. Благодаря тому, что в контуре тиристоров и нагрузки всегда присутствует индуктивность, ток, протекающий через них, синусоидален. При этом исключается выход из строя тиристоров при высокой скорости нарастания тока в моменты коммутации, не требуются паузы в токе нагрузки. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. ff

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU» 1436244 A 1 (5D 4 Н 02 М 7 515

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4227648/24-07 (22) 13.04.87 (46) 07.11.88. Бюл. ¹ 41 (71) Истринское отделение Всесоюзного электротехнического института им. В. И. Ленина (72) В. A. Лабунцов, В. E. Зеленов и Н. И. Пуресев (53) 621.314.572 (088.8) (56) Беркович Е. И., Ивенский Г. В., Иоффе IO. С. и др. Тиристорные преобразователи высокой частоты.— Л.: Энергия, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 752693, кл. Н 02 М 7/523, 1978. (54) В ЫСОКОЧАСТОТНЫ 1 1 ПОСЛ ЕДОВАТЕЛbHЫЯ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и м. б. использовано при разработке источников питания установок с промежуточным звеном высокой частоты, а также в высокочастотных технологических установках. Целью является увеличение выходной частоты и надежности. Устр-во содержит ячейки на тиристорах 12 — 17 с коммутирующими конденсаторами 9 — 11. Последовательно с обратными вентилями 6, 7 включены дополнительные дроссели 4, 5. Благодаря тому, что в контуре тиристоров и нагрузки всегда присугствует индуктивность, ток, протекающий через них, синусоидалеH.

При этом исключается выход из строя тиристоров при высокой скорости нарастания тока в моменты коммутации, не требуются паузы в токе нагрузки. 1 з и ф лы, 2 ил.

1436244

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке источников питания установок с промежуточным звеном высокой частоты, а также в высокочастотных технологических установках.

Цель изобретения — увеличение выходной частоты и надежности.

На фиг. 1 и 2 представлены варианты схем инверторов.

Инвертор содержит нечетное число тиристорных ячеек (например, три), подключенных к источнику питания из двух секций 1 и 2, средняя точка источника питания соединена с основным дросселем 3, второй вывод которого подключен к общему выводу дополнительных дросселей 4 и 5, соединенных последовательно с первым 6 и вторым 7 обратными вентилями, и к нагрузке 8, второй конец которой соединен с общей точкой коммутирующих конденсаторов 9 — 11, другими концами подключенными соответственно к точкам соединения тиристоров первой, второй и третьей ячеек, каждая из которых выполнена по полумостовой схеме и включает по два последовательно соединенных тиристора: первая 12 и 13, вторая 14 и 15, третья 16 и 17.

На фиг. 2 представлена схема инвертора, в которой последовательно с тиристорами

12 — 17 соответственно включены вспомогательные дроссели 18 — 23.

Инвертор работает следующим образом.

При включении одного из тиристоров инвертора, например тиристора 12, образуется следующий контур перезаряда коммутирующего конденсатора 9: конденсатор 9, нагрузка 8, дроссель 3, секция 1 источника питания, тиристор 12, конденсатор 9. Как только напряжение на дросселе 3 станет больше напряжения секции 1 источника, включается вентиль 6 и перезаряд коммутирующего конденсатора происходит по двум параллельным контурам, первоначальному v, по контуру без потребления энергии от источника: конденсатор 9, нагрузка 8, дополнительный дроссель 5, обратный вентиль 6, тиристор 12, конденсатор 9. Кроме того, образуется контур: секция 1, обратный вентиль 6, дополнительный дроссель 5, дроссель 3, секция 1.

При переходе тока в обратном вентиле 4 через нуль он выключается и дальнейший перезаряд продолжается по первоначальному контуру. Когда напряжение на дросселе 3 станет.равным и противоположным по знаку напряжению секции 2, включается обратный вентиль 7 и появляется параллельный контур разряда конденсатора 9: конденсатор 9, тиристор 12, секции 1 и 2 источника, обратный вентиль 7, дополнительный дроссель 4, нагрузка 8, конденсатор 9. Кроме того, образуется контур возврата энергии дросселя инвертора 3: дроссель 3, секция 2 источника, обратный

55 вентиль 7, дополнительный дроссель 4. При переходе тока в тиристоре 12 через 0 он выключается. После включения очередного тиристора 15 процессы, происходящие в инверторе, аналогичны описанным за исключением того, что включение очередного тиристора происходит при включенном обратном вентиле.

Благодаря тому, что в контуре тиристоров и нагрузки всегда присутствует индуктивность, ток, протекающих через них, синусоидален, исключается выход из строя тиристоров из-за высокой скорости нарастания тока в моменты . коммутации, не требуются паузы в токе нагрузки, необходимые для выключения обратных вентилей, и следовательно, уменьшения частоты выходного напряжения. Ограничение напряжения на элементах инвертора обеспечивается шунтированием дополнительным дросселем источника в первой половине полупериода выходного напряжения и организацией контура рекуперации энергии в источник из дросселя инвертора во второй половине полупериодов.

Однако в моменты, когда обратные вентили находятся в проводящем состоянии, происходит изменение величины коммутирующей индуктивности, что сказывается на качестве формы выходного напряжения. Кроме того, при любом сопротивлении нагрузки, обеспечивающем резонансный режим работы схемы, формирование каждого полупериода выходной частоты связано с включением одного тиристора и обратного вентиля. А так как обратных вентилей в три раза меньше, то включаются они при формировании бесконечно большого числа полупериодов выходного напряжения в три раза чаще.

На частотах, больших десятков килогерц, где требуется применение многоячейковых схем, а преобладающими являются коммутационные потери, обратные вентили перегружены. С другой стороны при питании от источников, уровень напряжения которых ниже класса применяемых тиристоров, можно ограничивать напряжения на элементах инвертора на уровне большем, чем напряжение источника, т. е. возможно обеспечить включение обратных вентилей не на всем диапазоне изменения нагрузки, а лишь на том участке, где уровень перенапряжений опасен для элементной базы. Это обеспечивается включением последовательно с каждым тиристором инвертора дросселей, индуктивность которых в сумме с индуктивностью дросселя инвертора либо с индуктивностью одного из дополнительных дросселей равны индуктивности, обеспечивающей резонансную частоту инвертора.

Процессы, протекающие в инверторе на фиг. 2, аналогичны тем, что протекают в инверторе на фиг. 1. Так как при включении обратных вентилей изменяется только

Формула изобретения

14 величина части коммутирующей индуктивности, то форма выходного напряжения практически не искажается.

1. Высокочастотный последовательный инвертор, содержащий тиристорные ячейки с коммутирующими конденсаторами, анодная группа тиристоров которых подключена анодами к положительному входному выводу, а катодная группа тиристоров подключена катодами к отрицательному входному выводу, а также цепь нагрузки, соединенная через основной дроссель со средним входным выводом, причем между точкой соединения цепи нагрузки с дросселем и входными выводами включены обратные вентили, отличающийся тем, что, с целью увеличе36244 ния выходной частоты и надежности, он снабжен двумя дополнительными дросселями, включенными последовательно с обратными вентилями, а ячейки выпопнены по полумостовым схемам, коммутирующие конденсаторы которых объединены и подключены к цепи нагрузки.

2. Инвертор по и. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения формы выходного

10 напряжения и оптимальной загрузки элементов, в него введены вспомогательные дроссели, включенные последовательно с каждым тиристором и выполненные каждый с индуктивностью, величина которой совместно с величиной индуктивности основного дросселя или одного из дополнительных дросселей обеспечивает необходимую резонансную частоту инвертора.

Составитель И. Жеребина

Редактор А. Мотыль Техред И. Верес Корректор Н. Король

Заказ 5656 54 Тираж ббб Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4