Автономный инвертор

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти широкое применение при проектировании и конструировании источников питания для индукционных установок. Целью изобретения является повышение надежности и увеличение КПД. Устройство содержит тиристорные мосты 4 и 5. Параллельно нагрузке 26 включены конденсаторы 29 и 30, соединенные через резистор 31 с отрицательным выводом источника питания 3. Включение демпфирующих цепей параллельно мостам позволяет снизить не только перенапряжения, источниками которых являются дроссели 22 и 24, но и перенапряжения, обусловленные скачкообразным изменением тока во входных дросселях 1 и 2. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (511 4 H 02 M 7/523

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4289123/24-07 (22) 27.07.87 (46) 23.04,89. Бюл. № 15 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) A.Â.Старцев, Е.А.Лобов, Ф.Н.Абсалямова, В.Г.Казанцев и И.К.Бабенков (53) 621. 314.572 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 601790, кл. Н 02 М 7/52 3, 19 73.

Авторское свидетельство СССР № 705627, кл. Н 02 M 7/523, 1978.

Кацнельсон С.M., Аитов И.Л., Охотников В,А. Тиристорный преобразователь частоты с нагрузкой, включенной между входными дросселями инверторных мостов. Труды УАИ, вып. 39, сб. 2, с. 28, рис. 1.

„„SU„„1474816 А1 (54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти широкое применение при проектировании и конструировании источников питания для индукционньк установок.

Целью изобретения является повышение надежнбсти и увеличение КПД. Устрой— ство содержит тиристорные мосты 4 и

5. Параллельно нагрузке 26 включены конденсаторы 29 и 30, соединенные через резистор 31 с отрицательным выводом источника питания 3, Включение демпфирующих цепей параллельно мостам позволяет снизить не только перенапряжения, источниками которых являотся дроссели 22 и 24, но и перенапряжения, обусловленные скачкообразным изменением тока во входных дросселях

1и2. 2.ип

1474816

Изобретение относится к преобразовательной технике и сюжет найти применение широкое при проектировании и конструировании источников питания для индукционных электротермических установок.

Цель изобретения — повышение надежности и увеличения КПД за счет уменьшения количества элементов.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема автономного инвертора; на фиг. 2 — диаграммы токов i и напряжений U в схеме.инвертора.

Инвертор (фиг. 1) содержит подключенные через входные дроссели 1 и 2 к источнику 3 питания тиристорные мосты 4 и 5 (тиристоры 6-9 моста

4 и тиристоры 10-13 моста 5) со встречно-параллельными диодами (диоды 14-17 моста 4 и диоды 18-21 моста

5), диагонали переменного тока которых образованы последовательными цепочками из коммутирующих дросселей

22 и 24 и конденсаторов 23 и 25, на- .грузку 26, состоящую из индуктора 2!, зашунтированного компенсирующей батареей 28 конденсаторов, включенную между анодными выводами мостов 4 и 5, при этом параллельно нагрузке 26 включена цепочка из последовательно соединенных конденсаторов 29 и 30, общая точка которых соединена через резистор 31 с отрицательным выводом источника 3 питания.

На фиг, 2 представлена работа схемы в установившемся режиме. Пусть в первоначальный момент времени t, коммутирующие конденсаторы 23 и 25 заряжены до напряжения, превышающего на= пряжение источника питания, полярностью,, указанной на фиг. 1.

В момент времени t, управляющий импульс „„(фиг. 2), подаваемай от схемы управлени я, открывает тиристоры 6 и 9 тиристорного моста 4. Как видно из фиг. 2, в этот момент еще продолжают гореть тиристоры 10 и 13 тиристорного моста 5. В интервале времени t,-t, происходит коммутация тока с тиристоров 10 и 13 на тиристоры 6 и 9. В момент времени t< происходит выкпючение тиристоров 10 и

13 и включение диодов 18 и 21. Коммутация тиристоров обеспечивается тем, что за время горения тиристоров коммутирующий конденсатор перезаряжается до напряжения, большего, чем напряжение источника питания и подача управляющих импульсов на тиристоры происходит таким образом, чтобы в образовавшемся колебательном контуре напряжения на коммутирующих конденсаторах 23 и 25 имели разную полярность. В результате по контуру, состоящему из коммутирующих конденса10 торов 23 и 25, дросселей 22 и 24, нагрузки 26 и вентилей тиристорных мостов 4 и 5 протекает колебательный ток, который обеспечивает коммутацию тиристоров.

15 В интервале времени t, -t. происходит разряд коммутирующего конденсатора 25, до напряжения, величина которого меньше, чем напряжение источника 3 питания U> -вследствие колебательного характера процесса. Поэтому после перехода тока встречных диодов 18 и 21 через ноль он продолжает протекать в обратном направлении, так как встречные диоды восстанавливают свою вентильную прочность не мгновенно, а в течение некоторого времени (1, 0-12 мкс), зависящего от типа применяемого вентиля. При этом происходит нарастание тока в коммутирующей диагонали тиристорного моста 4 и уменьшение тока в коммутирующей диагонали тиристорного моста 5.

После восстановления вентильной прочности встречными диодами 18 и 21 происходит их резкое выключение за время, равное О, 1-0,2 мкс. Энергия, накопленная при протекании обратного тока, через диоды 18 и 21 в дросселях 1, 2, 22, 24 должна выделиться в виде перенапряжений на закрывшихся диодах и, следовательно, на всем мосту 5. Это коммутационное перенапряжение образует первый пик (фиг. 2). Для снижения величины и амплитуды перенапряжений служат демпфирующие цепочки, состоящие иэ конденсатора 29; резистора 31 и конденсатора 30, резистора 31, включенные не параллельно обратным диодам, как это принято, а параллельно самим мостам 4 и 5. Обратный ток встречных диодов 18 и 21, достигший к моменту его обрыва величины 10-50 А и протекающий через входные дроссели 1 и 2, после выключения диодов переключается на цепь, состояцую из конденсаторов 30 и резистора 31. При этом происходит снижение амплитуды и крутизны нарастающего напряжения на

1474816 мосту 5 и следовательно, на вентилях моста. Под действием перенапряжений, воэниканлцих в это же время на дросселе 24 в диагонали моста 5 включают5 ся диоды 19 и 20 противофазные отработавшим диодам 18 и 21 при этом диагональ также подключается к указанной демпфирующей цепи.

- В момент времени t .управляющий импульс, подаваемый от схемы управления, открывает тиристоры 11 и 12 ти" ристорного моста 5. В интервале вре.— мени t -t4 происходит коммутация тока с тиристоров 6 и 9 на тиристоры 15

11 и 12. В момент времени t ïðîèñõîдит выключение тиристоров 6, 9 и включение встречных диодов 14 и 17.

В момент времени t ток диодов

14 и 17 переходит через ноль и за- 2р тем происходит их выключение. Коммутационное перенапряжение, возникающее при этом, формирует первый пик на вентилях тиристорного моста 4 (фиг. 2) и второй пик на вентилях 25 тиристорного моста 5 (фиг. 2).

В момент времени t включаются тиристоры 7 и 8 моста 4, при этом протекают процессы, аналогичные описанным выше. В дальнейшем процес- gp сы периодически повторяются.

На фиг. 2 представлена также кривая тока 1 протекающего через нагруз ку.

В де" фрущ ц "па З5 раллельно мостам инвертора без фильт ро во ro ко иден с атор а с и а груз к ой, включенной между анодными выводами мостов (или групп мостов), позволяет снизить не только перенапряжения, 4р источниками которых являются коммутирующие дроссели 22 и 24, но и перев»пряжения, обусловленные скачкообразнымным изменением тока во входных дросселях I и 2 схем), находящихся вне инверторных мостов.

Использование предложения позволяетт упростить схему автономного инвертора, так как можно отказаться от

RC-цепей, подключенных параллельно обратным диодам инве рторных мо сто в и, как следствие, этого увеличить

КПД. Одновременно, такое включение демпфирующих цепей снижает крутизну и амппитуду перенапряжений, возникающих в схеме автономного инверто- ра, что повышает надежность работы.

Формула из обретения

Автономный инвертор, содержащий подключенные через входные дроссели к выводам источника питания тиристорные .мосты со встречно-параллельными диодами, диагонали переменного тока которых образованы последовательными цепочками из коммутирующих дросселей и конденсаторов, цепь нагрузки, включенную между анодньии выводами мостов, о; т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности и увеличения КПД, введены два конденсатора, соединенные последовательно и включенные параплельно цепи нагрузки, причем общая точка конденсаторов через введенный резистор соединена с отрицательным выводом источника питания.

1474816

4упр

78

10, 13

Со ст авит ел ь И. Ж ер еб ина

Редактор С.Патрушева Техред Л. Сердюкова Корректор Э.Лончакова

3 ак аз 1908/55 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101