Последовательный тиристорный инвертор Советский патент 1983 года по МПК H02M7/515 

(54) ПСХЗЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и мосйсет быть применено в устрт5йствах индукционного нагрева и плавки металла.

По сюновному авт. св. № 547019 известен последовательный тиристорный инвертор, состоящий из мостовых преобразовательных ячеек с коммутирующими конденсаторами в диагоналях, причемю

цепь нагрузки включена последовательно с конденсатором фильтра и коммутирую дщм дросселем, а к общей точке соединения последних подключен анод диода, катод которого подключен к положитель- is ному зажиму источника питанияС-/.

Недостатком данной схемы инвертора является невозможность бесконтактного отэслючения цепи сброса энергии на фильтровый конденсатор при больших значениях 20 активного сопротивления нагрузки, достаточных для, так называемого, самоограничения раскачки напряжения на элементазс схемы инвертора и при отсутствш1 цепи сброса энергии.

Наличие этой цепи при величинах акTiSBHoro сопротивления нагрузки больщих некоторого критического значения, обусловливает внутреннюю циркуляцию энергии в схеме, вызывающую дополнительную непроизводительную загрузку вентилей и снижающую КГЩ. инвертора.

Цель изобретения - повьпдение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в последовательньгй тиристорный инвертер введены последовательно соединенньте датчик напряжения, вьшрямитель, фильтр, пороговое устройство, генератор импульсов, блок включения и дополнительный источник питания, подключешшй к обмотке управления магнитного усилителя, причем, его рабочая обмотка включена последон ательно с диодом, а вход датчика напряжения подключен к выводам коммутирующего дросселя. На чертеже приведена электрическая cxewa последовательного тиристорного нивертора. Последовательный тиристорный инвертор состоит из двух мостовых ячеек Iи 2 (тиристоры 3-6 ячейки 1 и тиристоры 7-10 ячейки 2) с коммутирующими конденсаторами 11 и IS в диа гоналях переменного тока, подлапоченньгх через входной дроссель 13 к источнику 14 питания, зашунтирова шому фильтровым конденсатором 15, причем цель 16 нагрузки включена последовательно с раз делительным конденсатором 17 и коммутирующим дросселем 18, а образовшошя последовательная цепочка через входной дроссель 13 подключена к фильтровому конденсатору 15, диода 19, магнитного усилителя 20, рабочая обмотка 21 которого образует с диодом 19 последовател кую цепь, подключенную катодом диода 19 к положительному зажиму источнгаса 14 питания и одним из выводов рабочей обмотки 21 к общей точке соединения коммутирующего дросселя 18 и разделительного конденсатора 17, при этом к управляющей обмотке 22 магнитного уси лителя 2 О подключены дополнительный источник 23 питания с устройством 24 включения и отключения, а к зажимам коммутирующего дросселя 18 присоединен датчик 25 напряжения выход которого через вьтрямитель 26, фильтр 27, пороговое устройство 28 и генератор 29 импульсов подклзочен к входу блока 24 включения и отключения. Предлагаемый инвертор в квазнустановившемся режиме работает следующим образом. Фильтровый конденсатор 15, разделительньЕй конденсатор 17 нормально заряжены до напряжения источника 14 питания. Пусть коммутирующие конденсаторы IIи ;12 имеют полярность, напряжения, указанную на фиг. 1. При включении тиристоров 3 и 5 ячейки 1 и дополнительного источника 23 питания происходит колебатеш:)НЫй перезаряд ком 1утирующего конденсатора 11 по цепи: разделительный когаденсатор 17, тиристор 3, коммутирующий конденсатор 11, тиристор 5, нагрузка 16, ком мутирующий дроссель 18, разделительны конденсатор 17. При переходе тока тиристоров 3 и 5 qejoea максимальное значение полярность напряжения на коммутирующем дросселе 18 меняется на противоположную и, кшс ТОЛЬКО напряжение на дросселе 18 станет выше суммарного напряжения нагрузки 16, фильтрового конденсатора 15 и рабочей обмотки 21 магнитного усилителя 20 включается диод 19, сбрасывая излишнюю энергию с коммутирующего дросселя 18 и нагрузки 16 на фильтровый конденсатор 15. В момент включеиия диода 19 ток коммутирующего конденсатора 11 сразу прерьтается и напр окениеНа нем фиксируется, ограничивая рост напряжения на элементах схемы. После израсходования запаса электромагнитной энергии коммутирующим дросселем 18 диод 19 выключается. Далее аналогично работают тиристоры 7 и 9 ячейки 2, затем тиристо-) ры 4 и 6 ячейки 1 и заканчивается полный j. цикл работой тиристоров 8 и 10 ячейки 2. Таким образом, в течение полного цикла работы всех вентилей инвертора в нагрузке получают четыре полных периода тока высокой частоты. При работе инвертора на нагрузку, изменяющую в щироком диапазоне свои параметры (например, шщуктор тигельной сталеплавильной печи или индуктор для методического нагрева кузнечных заготовок), имеются режимы (сопровождающиеся увеличением эквивалентного активного сопротивления нагрузки и повыщением напряжения на элеменэах схемы), когда большая часть мощности расходуется в нагрузке (это режимы в конце плавки или при выходе заготовок из индуктора) и дополнительно сбрасыват энергию с коммутирующего дросселя на фильтровый конденсатор не надо. Если производить такой сброс, то КПД инвертора снижается, так как часть мощности отводится от нагрузки. . Для устранения указанного недостатка контролируют напряжение на коммутирующем дросселе 18, выпрямителе 26, фильтруют с помощью фильтра 27 и как только это напряжение достигает заданного уровня (при котором напряжения на вентилях не превьпиают номинального) срабатьтает пороговое устройство 28, запуская генератор 29 импульсов. Поспедний, воздействуя на блок 24 вютючения и отключения, отключает дополнительный источник 2 3 питания. При выключении допслнителвного источника 23 питания возрастает индуктивность рабочей обмотки 21 магнитного усилителя 20, отключая тем самым цепь сброса излишней энергии.

Формула изобретения

Последовательньтй тиристорный инвертор по авт. св. № 547019, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД| в него введены последовательно соединенные датчик напряжения.вьгарямитель, фильтр, пороговое устройство, генератор импульсов, блок включения и дополнительный источник питания, подключенный к обмотке управления магнитного усилителя, причем его рабочая обмотка включена последовательно с диодом, а вход датчика напряжения;. подключен к выводам коммутирующего дросселя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 547019, кл. Н О2 М 7/515, 1974.