Инвертор на тиристорах Советский патент 1976 года по МПК H02M7/515 

1

Изобретение относится к области индукционного нагрева с преобразованием переменного тока в постоянный и последующим инвертированием с помощью статических преобразователей на полупроводниковых приборах и может быть использовано в мощных плавильных и нагревательных индукционных установках, где в качестве источника питания применяются автономные тиристорные последовательные и последовательно-параллельные инверторы с внутренним коммутирующим контуром.

Известны автономные инверторы на тиристорах, соединенных по мостовой схеме, с обратными диодами и внутренним коммутирующим контуром, содержащие два трансформатора тока, первичные обмотки которых включены в диодные цепи инвертора, а вторичные обмотки подключены через формирователи управляющих импульсов к управляющим, электродам тиристоров противоположных плеч моста инвертора.

Известные инверторы имеют следующие недостатки.

Невысокая надежность работы, возможны срывы инвертирования вследствие уменьшения амплитуды и длительности тока через обратные диоды при значительном увеличении эквивалентного активного сопротивления нагрузки.

Невысокий КПД инвертора в комплексе с

нагрузкой, изменяющейся в щироких пределах

(например, индукционной плавильной печи)

вследствие значительного изменения коэффициента мощности.

Невозможность регулировки и стабилизации инвертором его выходного напряжения.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности работы инвертора, предотвращение срывов инвертирования, обеспечение стабилизации и регулировки выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом инверторе между формирователями управляющих импульсов тиристоров противоположных плеч моста и вторичными обмоткамп трансформаторов тока включены блоки задержки импульсов, соединенные через элемент «ИЛИ с вторичными обмотками трансформаторов тока, при этом между указанными блоками задержки импульсов и формирователями управляющих импульсов тиристоров двух смежных плеч моста включены дополнительные блоки задержки импульсов, соединенные через суммирующее устройство с датчиком напряжения на нагрузке.

Схема предлагаемого инвертора приведена на чертеже.

Инвертор состоит из фильтра, содержащего дроссель 1 и емкость 2, защитной индуктивно-.

сти 3, тиристоров 4-7, обратных диодов 8- 11, включенных встречно-параллельно тиристорам, и коммутирующего контура из .емкости 12 и индуктивности 13, трансформаторов тока 14 и 15, усилителей-ограничителей 16, 17 дифференцирующих цепочек 18 и 19, блоков задержки импульсов 20-23 формирователей управляющих импульсов 24-27, логического элемента «ИЛИ 28, интегрирующего фильтра 29 пускового устройства 30, сравниваюп1,его (суммируюп1его) устройства 31, соединенного о датчиком панряжения 32 на пагрузке 33.

Первичные обмотки трансформаторов тока 14 и 15 включены в цепи обратных диодов 10 и 11. Вторичные обмотки трансформаторов тока через усилители-ограпичители 16 и 17, дифференцирующие ценочки 18 и 19 и блоки задержки имцульсов 20 и 21 соединены с формирователями 24-27 управляющих импульсов тиристоров, включенных в противоположные плечи моста. Блоки задержки импульсов 20 и 21 через интегрирующий фильтр 29 и логический элемент «ИЛИ 28 соединены со вторичными обмотками трансформаторов тока 14 и 15. Между блоками задержки импульсов 20 и 21 и формирователями управля ощих импульсов 24 и 27 тиристоров 4 и 5 двух смежных плеч моста включены дополнительные блоки задержки импульсов 22 и 23, соединенные через суммирующее устройство 31 с датчиком 32 напряжения на нагрузке и источником задающего напряжения бзад.

Пусковое устройство 30 соединено с формирователями управляющих имлульсов 24 и 25 тиристоров 5 и 6, включенных в противоположные плечи моста.

Инвертор работает следующим образом.

При пуске инвертора однократный пусковой импульс от устройства 30 поступает на формирователи управляющих импульсов 24 и 25. При этом открываются тиристоры 5 и 6. Затем коммутирующая емкость 12 перезаряжается до напряжения, больщего напряжении питания инвертора. После заряда емкости 12 ток, проходивший через тиристоры 5 и 6, становится равным нулю. В следующий момент через диоды 9 и Ю ток течет в о братном направле-нии и управляющие свойства тиристоров восстанавливаются.

При протекании тока через диоды 9 и 10 и первичную обмотку трансформатора 14 наводится э.д.с. во вторичной обмотке трансформатора 14, пропорциор1альная току диодов 9 и 10.

Сигнал со вторичной обмотки трансформатора 14 поступает через усилитель-ограничитель 17 и дифференцирующую цепочку 19 на блок задержки импульсов 21, затем - на формирователи 26 и 27 (через дополнительный блок задержки 23) имцульсов управления силовыми тиристорами инвертора.

Кол-ебательный ток инвертора протекает через силовые тиристоры 4 и 7, коммутирующий контур 12 и 13 и нагрузку 33. Затем ток инвертора меняет свое направление (колебательный режим), и начинает нротекать через обратные диоды 8 и 11 и трансформатор тока 15. Во вторичной обмотке 1раисформатора тока 15 наводится э.д.с., также пропорциональная току обратных диодов 8 и 11. Сигнал со вторичной обмотки трансформатора тока 15 через усилитель- ограничитель 16 и дифферепцируюн1,ую цепочку 18 поступает на блок задержки импульсов 20, а затем на формирова1ели 24 и 25 (через дополнительный блок задержки 22) на силовые тиристоры 5 и 6 инвертора. Далее процесс повторяется.

Сигналы с трансформаторов тока 14 и 15 подаются также через элемент «ИЛИ 28 и интегрирующий фильтр 29 и блоки задержки

20и 21.

Если при работе инвертора, например, на индукционную плавильную печь увеличивается эквивалентное активное сопротивление нагрузки и уменьшается полуволна тока, протекающего через обратные диоды 10 и 11, то уменьшается сигнал с трансформаторов тока 14 и 15, 1поступающий через элемент «ИЛИ 28 и интегрирующий фильтр 29 на блоки 20 и

21и соответственно ултеньшается время задержки импульсов «а блоках 20 и 21. Это приводит к уменьшению паузы между обратными и прямыми токами инвертора, повышению частоты инвертирования и увеличению обратной полуволны тока по амплитуде и длительности. Таким образом повышается надежность работы инвертора, предотвращаются срывы и инвертирова 1ия и повышается к.п.д. установки.

При повышении напряжения на нагрузке 33, сигнал с датчика 32 увеличивается и соответственно увеличивается сигнал иа выходе суммирующего устройства 31. Это приводит к увеличению времени задержки импульсов блоками задержки 22 и 23, соединенными с формирователями импульсов 24 и 27, и соответственно к увеличению времени между включением тиристоров 5 и 6 и тиристоров 4 и 7, т. е. к уменьшению выходного напряжения инвертора.

Формула изобретения

Инвертор на тиристорах, соединенных по мостовой схеме, с обратными диодами и внутренним коммутирующи.м контуром, содержащий два трансформатора тока, первичные обмотки которых включены в диодные цепи инвертора, а.вторичные обмотки подключены через формирователи управляющих импульсов к управляющим электродам тиристоров противоположных плеч моста, отличающий с я тем, что, с целью повышения надежностп, вторичные обмотки трансформаторов тока через логический элемент «ИЛИ соединены с основными блоками задержки, цри этом между указанными блоками задержки и формирователями управляющих импульсов тиристоров двух смежных плеч моста включены дополн 1тельные блоки задержки, которые связаны с датчиком напряжения на нагрузке инвертора.

Источники информации, принятые во внимаKiie при экспертизе: авт. св. ЛЬ 304668 кл. Н02т 7/00.