Автономный инвертор Советский патент 1980 года по МПК H02M7/515 

(54) АВТОНОМНЫП ИНВЕРТОР

1

Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к автономным инверторам, и может быть ис- . пользовано, например, в установках для индукционного нагрева металлов.

Известны автономные инверторы, выполненные по схеме параллельного мостового инвертора на тиристорах. Такой инвертор содержит мост силовых тиристоров, сглаживающий дроссель и коммутирующий конденсатор, параллельйо которому подключена нагрузка (индуктор) 1.

Недостатками инвертора являются плохие пусковые характеристики и трудность обеспечения устойчивой работы при сбросах и набросах нагрузки

Известен также последовательно-параллельный инвертор, который содержит мост силовых тиристоров, сглаживающий дроссель, конденсатор с включенной параллельно ему нагрузкой, (индуктором) и дополнительный конденсатор, который включен последовательно с о сновным конденсатором. Инверторы хакого типа имеют лучшие динамические свойства и обеспечивают возможность прямого пуска 2 .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

автономный инвертор, предназначенный Д.ПЯ работы в вакуумных ин.цукционных установках, в которых имеется два индуктора, один из которых обеспечивает расплавление металла, а другой формирование слитка металла. Такой инвертор содержит мост силовых тиристоров, конденсатор в диагонали моста переменного тока, параллельно которому включена первая нагрузка (плавильный индуктор), и минимум два дополнительных тиристора, между общей

точкой которых и одним из ВЫХОДНЫХ

выводов основного моста включен полнительный коммутирующий конденсатор, параллельно которому включена вторая нагрузка (кристаллизационный индуктор). Если требуется обеспечить согласованную работу более чем двух

20 нагрузок, количество дополнительных тиристоров соответствующим образом увеличивается з1Такой инвертор сохраняет все недостатки параллельного инвертора

25 (в частности,плохие динамические характеристики), поскольку он работает в режиме переключения тока с. одной нагрузки на другую с переменной сквагкностью.Особенно усложняется его

30 работа в переходных режимах в тех

случаях, когда добротность колебательного контура нагрузки велика, что как раз и наблюдается в индукционных нагревательных установках, так как в этом случае амплитуда напряжения на конденсаторе в первую после переключения полуволну оказывается настолько маленькой,, что не обеспечиваются удовлетворительные условия коммутации.

Цель изобретения - улучшение динамических характеристик инвертора при его работе на контур с высокой добротностью.

Поставленная цель достигаетсятем что автономный инвертор, содерж,а1дий связанные со входными выводами через дроссель фильтра тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали, подключенным параллельно паре выходных выводов, и, как минимум, одну цепочку из двух последовательно соединенных тиристоров, общая точка которых связана с одним из второй пары выходных выводов, шунтированных дополнительным конденсаторо причем другой вывод второй пары соединен с одним из выходных выводов первой пары, снабжен параллельным LC-контуром, включенным в диагональ моста последовательно с коммутирующим конденсатором, причем точка соединения последнего с LC-контуром подключена к указанному другому выходному выводу второй и последующих пар выходных выводов.

Кроме того, с целью повышения надежности Инвертор снабжен, по крайней мере, одним параллельным LC-контуром, соединенным последовательно с дополнительным конденсатором и подключенным к общей точке указанных двух последовательно соединенных тиристоров .

На чертеже приведена принципиальная злектрическая схема инвертора.

Схема содержит дроссель 1 фильтра силовые тиристоры 2-7, коммутирующие конденсаторы 8 и 9, нагрузки (индукторы) 10 и 11, основной 1С-контур 12 и,13, дополнительный LС-контур 14 и

15,источник питания (выпрямитель)

Автономный инвертор работает следующим образом.

Если в исходный момент времени попеременно переключаются тиристоры 2 и 5, формирующие положительную полуволну тока в нагрузке 10, и тиристоры 3 и 4, формирующие отрицательную полуволну тока, то нагрузка 11 обесточена, так как тиристоры .6 и 7 закрыты. Фактически в этом режиму .

схема работает как последовательнопараллельный инвертор, так как контур, состоящий из конденсатора 12 и дросселя 13, имеет на частоте инвертора емкостной сдвиг, близкий к 9(У .

При необходимости включения нагрузки 11 и выключения нагрузки 10 управления подает импульсы следующим образом.

Если в момент, предшествовавший переключению, включены тиристоры 2 и 5, то в момент переключения подаются импульсы на тиристоры 3 и 6. При этом происходит коммутация, и тиристор 5 закрывается разрядом конденсаторов 12 и 8 через тиристор 3, а тиристор 2 - разрядом конденсатора 12 через незаряженные конденсаторы 9 и 14 и тиристор 6. Аналогично при включенных тиристорах 3 и 4 подаются импульсы на тиристоры 2 и 7, и при этом происходит коммутация, в результате которой нагрузка 10 отключается, вследствие того, что выключены тиристоры 4 и 5, а нагрузка 11 подключается через тиристоры 2 и 7 и б и 3, работающие попарно, к источнику питания.

Далее порядок работы повторяется.

Управление установкой осуществляется так, чтобы напряжение на выходе выпрямителя источника питания соответствовало суммарной мощности обеих нагрузок (10 и 11), а отношение длительности работы групп 4, 5 и б, 7 к периоду широтно-импульсной модуляции (ШИМ) определяется из условия поддержания заданной мощности на каждой из нагрузок. Период ШИМ выбирается из технологических требований. Период переключения установки с нагрузки на нагрузку должен в несколько ра превышать период работы инвертора.

Использование cxeNttJ позволяет значительно улучшить пусковые характеристики инвертора и его динамические характеристики в режиме переключения тока с одной нагрузки на другую.

Формула изобретения

2, Инвертор по п. 2, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен, по крайней мере, одним дополнительным параллельным LC-контуром, соединенным последовательно с дополнительным конденсатором и подключенным к общей

точке указанных двух последовательно соединенных тиристоров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. Н 02 М 7/515, 1978.