Преобразователь частоты Советский патент 1981 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к преобра .зевательной технике и может найти применение в технике индукционнаго нагрева металлов, в частности в качестве источника питания мощных вакуумных плавильных печей.

Известен многсилостовой преобразователь на тиристорах, выполненный в виде преобразовательного моста, плечи которого образованы инвертирующими мостами с o6paTHfcs«iH диодами и коммутирующими LC-цепями в диагоналях переменного тока l .

Однако выходное напряжение этого преобразователя при питании от промьшшенной сети напряжением 380 В составляет всего 250 В.

Известен также миогомостовой првобразоатель, содержащий две группы инвертирующих мостов, подключенных к источнику постоянного тока через свои входные дроссели, между которыми включается нагрузка 2 .

Однако выходные зажимы этого преобразователя имеют постоянный потенциал 260 В относительно нулевой точки питающеТ-о трансформатора или относительно заземленного корпу ,са вакуумной печи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь, содержащий три инвертируквдих моста, первый и второй из которых анодными вершинами подключены через входной дроссель к плюсовому зажиму мостового выпрямителя, первый и третий катодными верошнами подключены через входной

0 дроссель к минусовому зажиму выпрямителя, свободные вершины второго и третьего мостов образуют выходные зажимы, а выпрямитель зажимами переменного тока подключен к вто5ричной обмотке питающего трансформатора, имеющей заземленную нулевую точку СЗ .

Однако в этом преобразователе невозможно фазовое регулирование

0 выходного напряжения, а любой другой известный способ регулирования не обеспечивает требуемого диапазона регулирования. В выходном токе этого преобразователя

5 имеется постоянная составляющая..

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения фазового регулирования выходного напряжения и ис0

ключения постоянной составлягсядей в выкидном токе.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователе, содержащем группы тиристорных инвертирующих мостов с обратными диодами и коммутирующими LC-цепями в диагоналях переменного тока, анодные вершины первого и второго мостов каждой группы подключены через свой входной дроссель к плюсовому выводу мостового выпрямителя, катодные вершины перового и третьего мостов каждой группы подключены через свой входной дроссель к минусовому выводу выпрямителя, зажимы переменного тока выпрямителя подключены к вторичной обмотке сетевого трансформатора, имеющей заземленный нулевой вывод, катоданя вершина второго моста каждой группы соединена с анодной вершиной третьего моста .смежной груп пы и точки соединения образуют выходные выводы.

При таком соединении инвертирующих мостов обеспечивается фазовое регулирование выходного напряжения путем геометрического сложения в нагрузке токов различных групп инвертирующих мостов и исключение постоян ной составляющей в выходном токе.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого источника питания вакуумных индукционных печей .

Преобразователь частоты содержит две группы инвертирующих мостов 1, 2, 3 и 4, 5, б, выполненных на тиристорах 7-30, зашунтированных обратными диодами , с последовательными коммутирующими LC-цепоч ками в диагоналях переменного тока, состоящими из дросселей 55-60 и конденсаторов 61-66, при этом анодные вершины мостов 1 и 2 первой группы и мостов 4 и 5 второй группы подключены через свои входные дроссели 67 и 68 к плюсовому выводу, а катодные вершины мостов 1 и 3 первой группы и 4 и 6 второй группы подключены через свои входные дроссели 69 и 70 к минусовому выводу мостового выпрямителя 71, зажимы переменного тока которого подключены к выводам вторичной обмотки питающего трансформатора 72, имеющей заземленный нулевой вывод. Катодная вершина моста 2 первой группы соединена с анодной вершиной моста 6 второй группы, и точка соединения образует один выходной зажим, катодная вершина моста 5 соединена с анодной вершиной моста 3 и образует второй выходной зажим, к выходным зажимам подключен индуктор 73, зашунтированный конденсатором 74 и помещенный в заземленный корпус вакуумной печи 75.

Мост 1 работает с постоянным сдвгом по фазе 180 эл.град. по отношению к мостам 2 и 3, работающим синфазно, мост 4 работает с постоянным сдвигом по фазе 180 зл.град. по отношению к мостам 5 и 6, работающим синфазно. Мосты первой группы работают с регулируемым сдвигом по фазе от О до 180 эл.град, по отношению к мостам второй группы. При этом, если мосты 1, 2 и 3 работают со сдвигом по фазе 180 эл.град. по отношению к мостам 4, 5 и 6, то одновременно включены тиристоры (диоды мостов 2, 3 и 4и диоды (тиристоры) мостов 1, 5 и 6. В нагрузке токи тиристоров (диодов) мостов 2 и 3 и диодов (тиристоров)мостов 5 и 6 протекают в одном направлении. Напряжение ia нагрузке в этом случае максимальное. Если мосты 1, 2 и 3 работают с нулевым сдвигом по фазе относительно мостов 4, 5 и 6, то одновременно включены тиристоры (диоды) мостов 2, 3, 5 и 6 и диоды (тиристоры) мостов 1 и 4. в нагрузке токи тиристоров (диодов) мостов 2 и 3 и токи диодов (тиристоров) мостов 5 и 6 протекают в противополоных направлениях. Напряжение на нагрузке равно нулю. При фазовом сдвиге в диапазоне от О до 180 зл.град. выходное напряжение определяется величиной угла сдвига.

Таким образом, выходное напряжение Предлагаемого источника питания изменяется от О до номинального независимо от добротности контура нагрузки.

Постоянная составляющая входного тока мостов 2 и 5 замыкается на выпрямитель через мосты 6 и 3 соответственно, минуя цепь нагрузки.

Выходное напряжение предлагаемого источника питания равно 500 В при работе от проьвлшленной сети напряжением 380 В, что в два раза выше, чем в известном преобразователе за счет того, что к выходным зажимам прикладывается сумма напряжений всех коммутирующих конденсаторов каждой группы инвертирующих мостов.

В предлагаемой схеме отсутствует постоянный потенциал выходных зажимов по отношению к заземленной нулевой точке вторичной обмотки сетевого трансформатора, так как выходные выводы отделены от плюсового и минусового выводов выпрямителя равными коммутируквдими конденсаторами 62-65 инвертирующих мостов 2, 6, 5 и 3.

Формула изобретения

Преобразователь частоты, содержащий сетевой трансформатор, мостовой выпрямитель, две группы инвертирующих тиристорных мостов с обратньв4и диодами и коммутирукхцими LCr ueпями в диагоналях переменного тока, в каждой из .которых «анодные вершины первого и второго мостов подключены через входной дроссель к плюсовому выводу выпрямитсшя, катодные вершины первого и третьего мостов подключены через входной дроссель к минусовому выводу выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения фазового регулирования выходного напряжения и исключения постоянной составляющей тока нагрузки, катодная вершина второго моста каждой группы соединена с анодной вершиной третьего моста смежной группы, и точки соединения образуют выход ные выводы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

266040, кл. Н 02 М 7/515,29.11.68.

2.Авторское свидетельство СССР

399038, кл. Н 02 М 7/515,03.02.71.

3.Авторское свидетельство СССР 478402, кл. Н 02 М 5/45, 1975.