Высокочастотный инвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M7/515 

(54) ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ИНВЕРТОР

I

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, а более конкретно к области статических преобразователей ультразвуковой частоты для электротехнологических установок.

Известны многоячейковые схемы с обратнь ми диодами для получения высоких частот 1.

Однако они непригодны для получения высокой частоты из-за недостаточного времени, отводимого для восстановления управляющих свойств тиристора, и больших скоростей нарастания прямого напряжения.

Схемы с параметрическим ограничением токов и напряжений на элементах схем имеет как правило, большое число коммутирующих конденсаторов, напряжение на которых содержит постоянную и переменную составляющие 2.

Наиболее близкой к предлагаемому является схема высокочастотного инвертора, содержащего связанные с входными выводами через дроссели фильтра два последовательно соединенных конденсатора, общая точка которых соединена с первым выходным выводом, и первые последовательные

цепочки, состоящие, каждая, из двух дросселей и двух зарядных тиристоров, точки соединения которых связаны с соответствующими точками соединения дросселей, включенных последовательно с разрядными тиристорами, образующими вторые последовательные цепочки, и через коммутирующие конденсаторы с указанным первым выходным выводом, причем концы вторых последовательных цепочек соединены с вторым выходным выводом 3. .

Недостатком данного инвертора является наличие перенапряжений на тиристорах в аварийных режимах, вызванных сбоем управляющих импульсов или самопроизвольным включением зарядных тиристоров, что неизбежно приводит к выходу из строя большого числа тиристоров.

Цель изобретения - повышение надежности за счет ограничения перенапряжений на тиристорах.в аварийных режимах.

Поставленная цель достигается тем, что снабжен дополнительными диодами и дополнительной цепочкой, состЬящей из последовательно соединенных резистора и дросселя насыщения и подключенной одним концом к первому выходному выводу, а вторым

концом к анодам одних дополнительных диодов, катоды которых подключены к анодам тиристоров анодной группы соответствующих первых цепочек, а катоды тиристоров катодной группы этих же цепочек соединены с анодами других соответствующих дополнительных диодов, катоды которых подключены к указанному второму концу дополнительной цепочки.

На чертеже представлена схема инвертора.

Инвертор содержит входной фильтр с разделенными конденсаторами 1 и 2, зарядные тиристоры 3-8 и последовательно включенные с ними дроссели 9-14, разрядные тиристоры 15-20 и последовательно включенные с ними дроссели 21-26, коммутирующие конденсаторы 27-29, нагрузку 30, а также дополнительные диоды 31-36 и дополнительную цепочку, состоящую из резистора 37 и последовательно соединенного с ним дросселя 38 насыщения.

Работа схемы происходит следующим образом.

В квазиустановивщемся режиме работы при подаче управляющего импульса на зарядный тиристор 5 конденсатор 27 заряжается по цепи: конденсатор 1 фильтра- дроссель 11 - тиристор 5 до напряжения Uc, не превыщающего двойное напряжение источника. Включение зарядного тиристора 5 происходит одновременно с включением разрядного тиристора 16, что ведет к разряду коммутирующего конденсатора 28 на нагрузку 30 через дроссель 22 и разрядный тиристор 16. Работа схемы в дальнейщем протекает аналогичным образом. При включении зарядного тиристора 7 включается разрядный тиристор 20, с включением зарядного тиристора 3 включается разрядный тиристор 15, с включение зарядного тиристора 6 включается разрядный тиристор 19, с включением зарядного тиристора 4 включается разрядный тиристор 17, с включением зарядного тиристора 8 включается разрядный тиристор 18;

Пусть при подаче управляющего импульса на зарядный тиристор 5 коммутирующий конденсатор 27 зарядится до напряжения Ufc по цепи: конденсатор 1 фильтра - дроссель 11 - зарядный тиристор 5. Аварийным режимом в данном случае является включение в следующий момент времени зарядного тиристора 6 от воздействия на управляющий электрод случайного импульса или самопроизвольное включение тиристора 6. При ложном включении зарядного тиристора 6 конденсатор 27 перезарядится по цепочке: конденсатор 2 фильтра - конденсатор 27 - тиристор 6 - дроссель 12 до напряжения

Ц: tYwi (UcKCM + еф) 2 - UCKOM,

где Ucjp - напряжение на одном из конденсаторов фильтра.

Таким образом, ложное включение зарядных тиристоров приводит к выходу из

строя сразу четырех тиристоров 5, 6, 18, 15, подключенных к коммутирующему конденсатору 27.

Аналогичные аварийные режимы могут возникнуть при заряде коммутирующих конденсатороБ 28 и 29.

Включение двух групп дополнительных диодов 31-36 через дополнительную цепочку, состоящую из последовательно включенных резистора 37 и дросселя насыщения 38 между средней точкой конденсаторов фильтра и анодами и катодами соответствующих зарядных тиристоров исключает аварийный режим, так как, например при ложно.м включении тиристора 6 конденсатор 27 разряжается -по дополнительной цепи: зарядный тиристор 6 - защитный диод 34 - дроссель 38 насыщения - сопротивление 37. А подзаряд коммутирующего конденсатора 27 от фильтра по основной цепи может в данном случае произойти только до напряжения, не превыщающего двойное напряжение конденсатора фильтра, что укладывается в нормальный режим работы преобразователя.

Таким образом, включение дополнительных диодов обеспечивает надежный режим работы высокочастотного тиристорного инвертора в аварийных режимах.

Формула изобретения

Высокочастотный инвертор, содержащий связанные с входными выводами через дроссели фильтра два последовательно соединенных конденсатора, общая точка которых соединена с первым выходным выводом, и первые последоватеные цепочки, состоящие, каждая, из двух дросселей и двух зарядных тиристоров, точки соединения которых связаны с соответствующими точками соединения дросселей, включенных последовательно с разрядными тиристорами, образующими вторые последовательные цепочки, и через коммутирующие конденсаторы с указанным первым выходным выводом, причем концы вторых последовательных цепочек соединены с вторым выходным выводом, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, он снабжен дополнительными диодами и дополнительной цепочкой, состоящей из последовательно соединенных резистора и дросселя насыщения и подклюJJ ченной одним концом к первому выходному выводу, а вторым концом к анодам одних дополнительных защитных диодов, катоды которых подключены к анодам тиристоров анодной группы соответствующих первых цепочек, а катоды тиристоров катодной

5 группы этих же цепочек соединены с анодами других соответствующих дополнительных диодов, катоды которых подключены к указанному второму концу дополнительной цепочки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2643394/07, кл. Н 02 М 7/515, 1978.