Высокочастотный тиристорный преобразователь Советский патент 1979 года по МПК H02M7/505 H02P13/18 

(54) ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано, например, для питания ультразвуковых технологических установок. Известны схемы преобразователей, в которых для обеспечения защиты от сверхтоков используется запирание тиристоров питающего, выпрямителя 1 Известны также схемы преобразователей, в которых для обеспечения надежности защиты преобразователя пи тание системы управления выпрямителем преобразователя происходит за счет напряжения, снимаемого с коммутирующих конденсаторов инвертора этого же преобразователя 2. Однако использование высокочастот ного напряжения для управления выпря мителем усложняет пусковые процессы инвертора. Для увеличения надежности пуска в этом случае известно применение синхронизированного с питающей сетью пуска выпрямителя 3 или пуска инвертора после заряда фильтрового конденсатора 4. Известно также устройство пуска инвертора с предварительно заряженным фильтровым конденсатором 5. Однако такие устройства не могут быть использованы в инверторе, работающем в импульсном режиме регулирования мощности, так как частота поДачи высокочастотной энергии не совпадает с частотой питающей сети, а устройство пуска, выполненное по типу 5, не может быть использовано, так как в нем требуется значительное время для заряда фильтрового конденсатора, что ограничивает предельную частоту включения инвертора, а также не обеспечивает надежного отключения инвертора при срыве процессаинвертирования. В преобразователе, описанном в б, обеспечивается запирание выпрямителя при срывах,инвертирования за счет падения напряжения на коммутирующем конденсаторе. Такой способ защиты обеспечивает надежное отключение инвертора, но затрудняет его пуск, что существенн о ограничивает возможности его применения в инверторе, работающем в режиме импульсного регулирования выходной мощности. Преобразователи с пусковьми устройствами, описанными в 7,8, сравнительно сложны и мало пригодны для режима импульсного регулирования выходной мощности инвертора. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь, описанный в 9. Он содержи силовой управляемый выпрямитель, выходом через индуктивноемкостной фильтр подсоединенный к ши нам питания высокочастотного инвертора, блок управления тиристорами выпрямителя, включающий в себя формирователи импульсов, выходами свяванные с управляющими входами тиристоров , и обеспечивающий защиту преоб разователя при аварийных режимах за счёт снятия с тиристоров управляющих ймпульсЬв по сигналу с выхода упомянутого фильтра, а также блок управле ния высокочастотным инвертором. Недостатком этого решения также являются трудности, возникающие при частых пусках инвертора, характеризующих режим импульсного регулирования егоВыходной мЪщнбстйГ Цель изобретения - повышение функ циональной надежности при импульсном регулировании выходной мощности за счет улучшения пусковых процессов. Это достигается тем, что преобразователь снабжен дополнительным маломощным неуправляемьзм выпрямителем, выход которого связан с выходом сило вого .управляемого выпрямителя через резисторы и конденсатор. Преобразователь также отличается тем, что питающие выводы формирователей ймпульсов блока управления выпрямителем подключены к шинам питания инвертора На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя. Преобразователь содержит силовой тиристорный выпрямительный мост 1, вспомогательный неуправляемый выпрямительный мост 2, йндуйтйвнЬ- йКЪстной фильтр 3, 4, инвертор 5, выходной формирователь б импульсов блока управления выпрямителем, генератор ; 7 импульсЬв .блока управления выпрямителем, ограниченные сопротивления 8-11 вспомогательного выпрямите 1я, конденсатор фильтра 12 вспомогательного выпрямителя, шунтирующий тиристор 13, широтно-импульсный модулятор 14, блок 15 управления инвертором и нагрузку 16. На диаграммах (фиг.2) приняты еле дующие обозначения: Uj - напряжение на выходе силового выпрямителя; и - напряжение на выходе :вспомогательного выпрямителя; и - напряжение на фильтровом кон денсаторе 4; и - напряжение на выходе формиро вателей 6) момент вреШйй;;пОдйЧ1 ййгтаюг Itero напряжения от сети; t - момент начала работы формирователей б; tj - момент времени, соответствующий полному заряду конденсатора фильтра 4; t4 - момент времени, соответствующий началу аварийного процесса в инверторе;tj - момент времени полного запирания выпрямителя 1. Преобразователь работает следующим образом. При подаче питающего напряжения в момент времени tji на входы переменного тока мостов 1 и 2 начинает работать только мост 2 и подзаряжает конденсатор фильтра 4. В момент времени to начинает работать выходной формирователь б, с выходов которого серия импульсов поступает на управляющие электроды тиристоров силового выпрямителя 1. Конденсатор фильтра 4 быстро заряжается до полного напряженйяТ Если на инвертор поданы управляющие импульсы, то .он начинает работать . При срывах инвертирования фильтровый конденсатор 4 быстро разряжается через инвертор 5, и выходной формирователь б прекращает работу. Прекращается подача управляющих импульсов на тиристоры выпрямителя 1, и он запирается. Скорость нарастания тока тиристоров инвертора 5 ограничивается индуктивностью фильтра 3. Таким образом обеспечивается быстродействующая, защита преобразователя частоты при опрокидывании инвертора. Импульсный режим работы преобразователя получается путем прерыванияподачи управляющих импульсов на тиристоры инвертора. Для предотвращения перенапряжений на тиристорах инвертора 5 в момент паузы индуктивность фильтра 3 шунтируется тиристором 13. ,. . Предложенная схема позволяет при сохранении высокой надежности защиты от срывов избежать применения сложных пусковых устройств и создать преобразователь, работающий в импульсном режиме при любом количестве импульсов в пачке и любой скважности выходных импульсов. Это дает возможность регулировать среднюю выходную мощность преобразователя от нуля до максимальной при сохранении высокой удельной мощности во время следования импульса. Формула изобретения 1. Высокочастотный тиристорный преобразователь, содержащий силовой управляемый выпрямитель, выходом через индуктивно-емкостный фильтр подсоединенный к шинам питания высокочастЪтногсз инв ертора, блок управления тиристорами выпрямителя, вклю