Тиристорный преобразователь частоты Советский патент 1980 года по МПК H02M5/45 H02M7/515 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти -применение в качестве источника питания ультразвуковых магнитострикционных преобразователей, индукционных электротермических установок, а также других потребителей тока высокой частоты. Известны тиристорные преобразователи частоты содержащие инверТируйщие мосты, подключенные параллельно с цепочкой из фильтрового конденсатора и нагрузки к зажимам постоянного тока мостового выпрямителя через фильтровые дроссели, a также коммутирующие конденсаторы, одни обкладки которых соединены с зажимами перемен ,ного тока инвертирующегЪ моста, a .другие обкладки объединены и :соёдиненвг с вершинами моста чёрез диодно-дроссельные цепочки , 1} , либо подключены к сред- ней точке фильтрового дросселя , либо подключены к нулевому выводу вторичной обмотки питающего трансфор ,матора зЗ. В этих преобразователях обеспечивается включение тиристоров при малой амплитуде и скорости нарастания анодного тока за счет предварительного разряда коммутирующих конденсаторов по цепям, содержащим дополнительные или фильтровые дроссели. При этом снижатптся коммутационные потери в, тиристорах иповышается КПД преобразователя. Общим недостатком и§вестных преобразователей являе-тся наличие последовательно соединенныхкоммутирующих конденсаторов в диагоналях перёмёйного тока инвертиру;ющих мостов, что увеличиваем: габариты и вес устройства. Известен также тиристорный прёобразователь ч.астоты, содержащий несколько инвертирующих мостов, коммутирующий конденсатор в диагонали переменного тока только одного моста, трансформатор, одна обмотка которого подключена к коммутирующему конденсатору, aдругие обмотки включены в диагоналипеременного тока остальных инвертирующих мостов. В этом преобразователе достигается равномерное распределение напряжений по инвертирующим мостам, a также рациой а Пьное йспЬльз 6ванйё по мощности коммутирующего конденсатоpa t4

Однако тиристоры в этом преобразователе включаются при большей ско fS wнарастания аШдаогчэ тЙйа,ч приводит к недопустимо большим коммутационным потерям мощности при работе в ультразвуковом диапазоне --.частот.

Наиболее блиаким к изобретению являётся тиристорный преобразователь

частоты, содержащий инвертирующий Жбст: с Двумя ROMiviy-тирующййи конден;йатора|Мй в диагонали переменного трйа, подключенный ёрез последовательно соединенные коммутирующие и фильт &ссё т к-ттбдШш&т&ято :

тгЬ сГйНпряШтеля, выводы переменного тока которого подключены к концам вторичнБК обмоток питающего трансформатора, имеющих нулевой вывод, соединенный с общей точкой коммути Щйх 5ндёнсатбро:е7 йбШШдЭвЖтёЙьнуй Цепочку из разделительного кон йёнВатот а и .выходных вывОдой, skSo Шй рГ йШШ5 тоУйаШ1 С(5еди1ГёНйя коммутирующих -и фильтровых дросселей fs} .

Наличие двух последоёательно соединённых коммутирующих конденсаторов в преобразователе приводит к увели-чению габаритов и веса.

. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей.

Указанная цели достигается тем, что тиристорный преобразователь частоты, содержащий инвертирующий мост ГТШ1Шут1Й15 Шцйм ШнйёнеЖтО роЯГ гОйгаЯИ Переменного тока, подключенный ёрейпЬследдваТёлййО соединен- ныё комзмутирутощйе и фильтровые дросселик выводам постоянного тока выпрямйТёля, выводы переменного тоТкга которого подключены к концам вторичных обмоток питающего трансформатора, имеющих нулевой вывод, пос S ilfi WSls-ii T04K:f-йГ-ШЗДШЖе

ного конденсатора и выходных выводов , в1 й §чейнук)1у{ежду точками соединения коммутирующих и фильтровых дросселей, снабжен автотрансформатором, обмотка которого подключена крайними выво Яайй й диагональ перемеНнО1гб; тО1йа ШйёрФИрующего моста, а СрёдйИМ вывolSSЙ - lcнyлёSO:йy iйывOДy ВтврИЧНЁЙС .

обмоток питающего трансформатора. . Применение дополнительного автотрансфбрматора, включённЬто вййагонайь Мйста, и соединение среднего ШШд а а тШра нсфо ЁГйа: 8 Га й ЕГ5 йнводом питающего трансформатора позволяет исключить из преобразователя один коммутирующий кондёнсатбр,что Вчетыре раза сокращает рМкОсть установленнЕк конденсаторных банок,Лри сохранении прежней емкости в диагонали переменного тока моста. Так как автотрансформатор только на ток прёдварительногдТраз рЩ-а тирующе fO ёго габарй ы й вёс зМч №§1Й1Ш яиже габаритов и веса изъятых конденсаторНых банок, что в итоге приводит к общему снижению габаритов и веса преобразователя .

На чертеже представлена схема преобразователя.

Тиристорный преобразователь частоты содержит инвертирующий мост, выполненный на тиристорах 1-4 с коммутирующим конденсатором 5 в диагонали переменного тока, подключенный через коммутирующие дроссели 6 и 7 и последовательно соединенные с ними фильтровые дроссели 8 и 9 в анодной и катодной цепях и выводам постоянноiro тока йыйрямителя, выполненного на диодах 10-15, зыводы переменного тока которого подключены к концам вторичной обмотки 16 питающего трансформатора 17, первичная обмотка 18 которого подключена к питающей сети, Цёйочку ИЗ последовательнр соединенных разделительного конденсатора 19 и нагрузки 20, включенную между точками соединения коммутирующих и фильтровых дросселей, автотрансформатор 21 с полуобмотками 22 и 23, средний вывод которого соединен с нулевым выводом вторичной обмотки питающего трансформатора.

Тиристорный преобразователь частоты работает следующим образом.

В установившемся режиме к начальному моменту времени включения тиристора 1 конденсатор 19 заряжен до напряжения выпрямителя, а коммутирующий конденсатор 5 заряжан с поляр- нОстью, показанной на чертеже. Напряжение конденсатора 5 равномерно делится . по полуобмоткам 22 и 23 автотрансформатора 21. При включении тиристора 1 в контуре 1-22-16-10,11 г12-8,6-1 протекает ток, амплитуда и скорость нарастания которого ограниЧиваетСя индуктивностью фильтрового дросселя 8. Конденсатор 5 при этом разряжается по цепи 5-22-23-5. Напряжение на полуобмотках 22 и 23 автотрансформатора 21, так же как в известном преобразователе, повторяет по форме Напряжение на конденсаторе 5, ;что эквивалёнтно включенийв диагональ моста -двух последовательно соединенных коммутирующих КбйденсаторОВ, емкость ;й;аждого из которых в два раза превышает ем- кость конденсатора 5, как это сдела но в известном преобразователе.

Через .некоторое время, равное времени УЙтанОвяения проводимости в полупроводниковой структуре тиристора -1, включается тиристор 1 и происходит колебательный перезаряд конденсатора 5 по цепи 1-5-3-7-20-19-б-1. Через нагрузку 20 протекает импульс тока в направлении, указанном на чертеже стрелкой. Амплитуда и длительность импульса тока в нагрузке определяется, индуктивностью коммутирую15ИХ дросселей -б и 7 и емкостью кон