Автономный последовательный инвертор Советский патент 1980 года по МПК H02M7/515 

(54) АВТОНОМНЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР

I

изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах для индукционного нагрева, закалки и плавки металлов.

Известен автономный последовательный инвертор, содержащий мост, образованный тиристорами и встречно-параллельными диодами, одна диагональ которого состоит из последовательно соединенных коммутирующего конденсатора и коммутирующего дроссели, а другая - из фильтрового конденсатора и нагрузки, соединенных последовательно 1.

Однако наличие в инверторе встречнопараллельно соединенных тиристоров и диодов требует увеличения времени восстановления тиристоров, так как в этом интервале к тиристорам прикладывается малое отрицательное напряжение, равное падению напряжения на включенных встречных диодах.

Известен также автономный последовательный инвертор, содержащий мост, образованный тиристорами и встречно-параллельными диодами, одна диагональ которого состоит из последовательно соединенных коммутирующего конденсатора и нагрузки, а

другая соединена с плюсовым и минусовым зажимами источника питания 2.

Однако отсутствие обратного напряжения на тиристорах в интервале восстановления управляемости требует больщего схемного времени запирания.

Наиболее близким является автономный последовательный инвертор, который содержит два диодно-тиристорных моста, в каждом из которых одна пара противоположных плеч образована синфазными тиристорами,

10 а другая пара - диодами встречного тока. Диагонали являются общими для обоих мостов, причем в одну из них включены последовательно соединенные коммутирующий дроссель, коммутирующий конденсатор и нагрузка, а в другую - фильтровый конденсатор,

15 подключенный через фильтровый дроссель к зажимам источника питания 3.

Недостаток известного инвертора - низкий уровень отрицательного напряжения на тиристорах в интервалах восстановления их 20 управляемости равный падению напряжения на включенных встречных диодах.

Это обстоятельство обуславливает увеличение времени, необходимого для восстановления управляющих свойств тиристоров на ВЫСОКИХ рабочих частотах. Следовательно, при изменении параметров нагрузки, имеющихся в ходе электротехнологического процесса, тиристоры могут не успевать восстанавливать свои управляющие свойства, что может привести к срыву инвертирования. Цель изобретения - повышение надежности инвертора. Поставленная цель достигается тем, что автономный последовательный инвертор, содержащий два моста, в каждом из которых два синфазных плеча образованы тиристорами, а два других - встречными диодами, причем в общую диагональ переменного тока обоих мостов включена последовательная цепочка из коммутирующего дросселя, коммутирующего конденсатора и выходных выводов, а в диагональ постоянного тока одного из мостов подключенного ко входным выводам через дроссели фильтра, включен фильтровый конденсатор, дополнительно введен один фильтровый конденсатор и фильтровые дроссели, включенные каждый между соответствующими входным выводом и вторым мостом, в лчнагональ ностоянного тока которого включен дополнительный фильтровой конденсатор. В таком инверторе в интервале восстаповления управляющих свойств тиристоров на них обеспечивается отрицательное напряжение порядка сотен вольт. В результате время, необходимое для восстановления управляющих свойств тиристоров существенно умень иается, за счет чего повышается надежность схемы. На фиг. 1 прелтставлена слема автономного последовательного инвертора; на фиг. 2 -- временные диаграммы работы устройства. Автономный последовательный инвертор содержит два диоднотиристорных моста. Одна пара противоположных синфазных плеч первбго моста образована тиристорами 1, 2, а другая пара плеч -- встречными диодами 3, 4. Одна пара противоположных синфазных плеч второго моста образованы тиристорами 5, 6, а другая пара плеч - встречными диодами 7, 8. ПослелТ,овательно соединенные коммутирующий конденсатор 9, коммутирующий дроссель 10, нагрузка 11 включены к общую диагональ обоих мостов. Вторые диагонали мостов, образованные фильтровы.ми кйнденсатора.ми 12 и 13, каждый из которых своими обкладками подключен через соответствуюп1.ие дроссели 14, 15, 16, 17 к плюсовому и MHiiycoBOMy входным выводам. Работа инвертора происходит следующим образом. В квазиустано ившемся режиме конденсаторы 12 и 13 заряжены по постоянной составляющей до напряжения источника питания с полярностью, указанной на фиг. . При включении очередных тиристоров, например 1 и 2, начинается колебательный перезаряд коммутирующего конденсатора 9 через нагрузку 11, коммутирующий дроссель 10 и конденсатор 12. После прохождения тока через нулевое значение тиристоры 1 и 2 закрываются, а диоды 7 и 8 открываются. В интервале проводимости диодов 7 и 8 к тиристорам 1 и 2 приложено отрицательное напряжение, равное разности напряжения на конденсаторах 12 и 13. При этом указанные тиристоры интенсивно восстанавливают свою управляемость. Затем включаются тиристоры 5 и 6 и цикл работы повторяется. В момент выключения тиристоров 1, 2 напряжение на конденсаторе 13 больше, чем на конденсаторе 12, т. е. полярность напряжения на этих тиристорах должна быть отрицательной. В интервале проводимости диодов 7, 8 ток подзаряда с конденсатора 13 складывается из двух токов: тока дросселя 14 и тока указанных диодов, а конденсатор 12 подзаряжается только током дросселя 15. Применяя интегральный метод анализа вентильных схем (Л1), легко показать, что . при условии си.мметрнчной работы схемы токи дросселей 14 и 15 равны .между собой. Следовательно, в.рассматриваемом интервале уровень отрицательного нанряжения на тиристорах 1, 2 возрастает. Таким образом, сразу же после выключения тиристоров к ним прикладывается отрицательное напряжение небольшой величины, что обуславливает .малые коммутационные потерн. По мере рассасывания избыточных носителей зарядов в тиристорах уровень обратного напряжения повышается, что дополнительно усиливает эффективность восстановления их управляемости. Формула изобретения Автономный последовательный инвертор, содержащий два моста, в каждом из которых два синхфазиых плеча образованы тиристорами, а два других - встречными диода.ми, причем в общую диагональ переменного тока обоих мостов включена последовательная ценочка из коммутирующего дросселя, коммутирующего конденсатора и выходных выводов, а в диагональ постоянного тока одного из мостов, подключенного ко входным выводам через дроссели фильтра, включен фильтровой конденсатор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен дополнительными фильтровым конденсатором и фильтровыми дросселями, включенными каждый между соответствующим входным выводом и вторым мостом, в диагональ постоянного тока которого включен дополнительный фильтровой конденсатор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР № 235177, кл. Н 02 М 7/515, 1967.

/4

0

«

/г

0

i7

5

0 9 // .

2 л 8

х л

Фиг.

/Л

у