Инвертор Советский патент 1990 года по МПК H02M7/523 

AS

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках питания индукционных нагревательных установок. Цель изобретения - повышение надежности. Устройство содержит мост на тиристорах 4-7 и двух обратных диодах 8, 9. Секции 11, 12 коммутирующего дросселя 10 включены согласно и соединены последовательно с секциями 15, 16 коммутирующего конденсатора 13 и нагрузкой 14. При подаче управляющих импульсов на противолежащие тиристоры моста коммутирующий конденсатор 13 колебательно перезаряжается по двум параллельным ветвям, образованным всеми плечами моста. К выключающейся паре тиристоров в течение интервала проводимости одного из диодов 8, 9 прикладывается обратное напряжение, равное прямому падению напряжения на этом диоде, при этом тиристоры восстанавливаются. Коммутационные потери во всех тиристорах ограничены за счет скорости изменения тока коммутирующим дросселем. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

фиг.1

колебательно перезаряжается по двум параллельным ветвям, образованным всеми плечами моста. К выключившейся паре тиристоров в течение интервала проводимости одного из диодов 8, 9 прикладывается обратное напряжение,

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, в частности к преобразователям энергии по- стоянного тока в энергию переменного, и может быть использовано в качестве источника питания повышенной частоты в электротехнологических установках, например, для индукционного нагрева.

Цель изобретения - повышение надежности.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема инвертора; на фиг. 2 и 3 - варианты подключения об- ратных диодов к мосту; на фиг.,4 - временные диаграммы токов i и напряжений U соответствующих элементов поясняющие работу инвертора.

Инвертор (фиг. 1) содержит свя- занный с входными выводами через фильтрующий дроссель 1 с двумя обмотками 2 и 3 мост на тиристорах 4 - 7, два из плеч которого зашунтированы обратными диодами 8 и 9, коммутирую- щий дроссель 10, образованный двумя согласно включенными секциями 11 и 12, а также коммутирующий конденсатор 13 и нагрузку 14. Секции 11 и 12 коммутирующего дросселя 10 включены последовательно в диагональ переменного тока моста. Коммутирующий конденсатор 13 выполнен из двух секций 15 и 16 с изолированными выводами, и соответствующие секции коммутирующих конденсатора 13 и дросселя 10 соединены в две последовательные цепи 15, 11 и 16, 12, между которыми включена нагрузка 14.

Обратные диоды 8 и 9 могут быть подключены к любой паре смежных плеч моста, например к тиристорам 5 и 7 (фиг. 1), к тиристорам 4 и 5 (фиг. 2) к тиристорам 4 и 6 (фиг. 3) или к тиристорам 6 и 7.

Инвертор работает следующим образом.

Начиная с момента пуска в управля- .ющие цепи тиристоров моста поступают

,-

равное прямому падению напряжения на этом диоде, при этом тиристоры восстанавливаются. Коммутационные потери во всех тиристорах ограничены за счет скорости изменения тока коммутирующим дросселем. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

15 20

25 JQ$ до д$с

,

55

импульсы тока от блока управления (диаграммы iy47 , iysb Фиг. 4) поочередно на пары противоположных тиристоров, благодаря чему поочередно отпираются сначала тиристоры 4 и 7, затем тиристоры 5 и 6. В стационарном режиме работы (после нерастания средних значений тока дросселя 1 от нуля до уровня, соответствующего потребляемой мощности в течение ряда периодов) в схеме протекают следующие электромагнитные процессы.

В момент t& (фиг. 4), когда включены тиристоры 5 и 6 и секции 15 и 16 коммутирующего конденсатора 13 заряжены за счет Тока, текущего от источника через дроссель 1, тиристоры 4 и 7, конденсатор 13 начинают разряжаться через дроссель 10, нагрузку 14 и по двум параллельным цепям, образованным парами тиристоров 6, 4 и 7, 5.

В момент t ток нагрузки достигает величины входного тока инвертора, тиристоры 6 и 5 выключаются, после чего ток разряда конденсатора 13 продолжает протекать через тиристор 7 и диод 8, при этом на выключенных тиристорах 5 и 6 поддерживается обратное напряжение, равное прямому падению напряжения на диоде 8.

В момент t2 вследствие перезаряда конденсатора 13 и снижения тока диода 8 последний выключается, и к тиристорам 5 и 6 прикладывается прямое напряжение, равное напряжению на диагонали переменного тока моста. Таким образом, интервал t1 - t4 является временем, представленным схемой на восстановление тиристоров 5 и 6. Начиная с момента t2 входной ток инвертора течет по цепи. обмотка 2 дросселя 1, тиристор 4, секция 11 дросселя 10, секция 15 конденсатора 13, нагрузка, секция 16 конденсатора 13, секция 12 дросселя 10, тиристор 7, и происходит заряд секций конденсатора 13

до момента конца первого полупериода выходного тока инвертора.

В момент tj управляющие импульсы (фиг. 4) включают тиристоры 5 и 6 и начинается формирование второго полу периода выходного тока, аналогичное формированию первого полупериода на интервале tc - Ц.Секции 15 и 16 конденсатора 13, заряженные напряжением полярности, обратной показанной на фиг. 1, разряжаются через диагональ переменного тока и две параллельные цепи, образованные проводящими плечами моста. В течение интервала t - t4 происходит коммутация входного тока моста с тиристоров 4 и 7 на тиристоры 5 и 6.

В момент to, тиристоры 4 и 7 выключаются, и на интервале t4-ts , когда проводит ток обратный диод 9, происходит восстановление прямой блокирующей способности тиристоров 4 и 7.

В момент t5 диод 9 выключается и к тиристорам 4 и 7 прикладывается пря мое напряжение. На интервале t5 - t6 ток входного дросселя 1 заряжает конденсатор 13, компенсируя потерю его энергии при перезаряде.

В момент t, вновь отпираются тирис30

торы 4 и 7 и начинается формирование следующего периода выходного тока, при котором процессы в схеме повторяются .

Поскольку секции 11 и 12 коммутирующего дросселя 10 включены последо- 35 указанные секции коммутирующего дрос- вательно в цепь нагрузки, магнитные селя включены последовательно в диаго- поля этих секций совпадают по величи- наль переменного тока, не в любой момент времени и поля рас- 2. Инвертор по п. отличающийся тем, что коммутирующий кон- 40 денсатор выполнен двухсекционным с изолированными выводами секций, причем соответствующие секции коммутирующих конденсатора и дросселя соединены в две последовательные цепи, меж- 45 ду которыми включена цепь нагрузки.

сеяния, налагаясь друг на друга, взаимно компенсируются, что снижает уровень электромагнитных помех, действующих на блок управления и другие слаботочные цепи, уменьшает нагрев корпуса преобразователя. За счет этого надежность работы инвертора повышается.

В устройстве также снижаются коммутационные потери в тиристорах плеч без обратных диодов за счет снижения скоo

5

0

0

рости нарастания и падения тока в них, обратные перенапряжения на тех же тиристорах за счет уменьшения амплитуды тока обратной проводимости этих тиристоров. Кроме того, в схеме тиристоры моста одинаково загружены как прямым, так и обратным напряжением, вдвое увеличено время восстановления двух тиристоров без обработки диодов. Выполнение коммутирующего конденсатора из двух секций, между которыми включена нагрузка, обеспечивает симметрию выходного напряжения относительно нулевого потенциала источника питания (выпрямителя с питанием от сети с глу- хозаземленной нейтралью), что также повышает надежность работы инвертора, снижая вероятность пробоя изоляции нагрузки на землю и ограничивая ток в случае такого пробоя.

Формула изобретения

5 указанные секции коммутирующего дрос- селя включены последовательно в диаго- наль переменного тока, 2. Инвертор по п. отличающийся тем, что коммутирующий кон- 0 денсатор выполнен двухсекционным с изолированными выводами секций, причем соответствующие секции коммутирующих конденсатора и дросселя соединены в две последовательные цепи, меж- 5 ду которыми включена цепь нагрузки.

оды подключены к любой паре смежных плеч моста.

/3,lift

IfcVt13 &2Й0

-I I LJ-I

Фаг.2

Щ

to , г 2 f« is ts

Составитель И.Жеребина Редактор А.Огар Техред М.Ходанич

Мб

I

I

УW 13 и -J

Ж5V7

П&

фиг. 3

Фиг.4 ,

Корректор М.Ыароши