Автономный инвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в технике индукционног нагрева металлов и других установкак повышенной частоты.

Известен генератор с учетверением выходной частоты и встречнопараллельными диодами, содержащий два тиристорных моста с встречнопараллельными диодами, подключенные через входные дроссели к источнику питания и включенные последовательно с диодным мостом, в диагональ постоянного тока которого включена на- грузка 1.

Однако генератор требует использования дополнительного диодного моста и не применяется для работы на колебательный контур.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является автономный последовательный инвертор, содержащий подключенный к источнику постоянного тока через входной дроссель инверторный мост с встречнопараллельными диодами и коммутирующей цепью, а также последовательную цепь из разделительного конденсатора и защитнот-о дросселя и нагрузку,

включенную в другую диагональ инверторного моста 2.

Недостатком инвертора является то, что он имеет ограниченный частотный диапазон. Использование схемы в многоячейковом исполнении в установках ультразвуковой частоты не позволяет получить заданную частоту из-за больших коммутгщионных потерь в тиристорах и недопустимо большой крутизны тока тиристоров. Кроме того в ряде случаев, например в технике индукционного нагрева, возникает необходимость в получении токов высоко частоты при работе на нагрузку в виде параллельного колебательного контура (индуктор с компенсирующей емкостью).

Цель изобретения - обеспечение возможности учетверения выходной частоты при работе инвертора на нагрузочный параллельный колебательный котур.

Для достижения поставленной цели инвертор, содержащий подключенную ко входным выводам последовательную цепочку из дросселя и разделительного кондеисатора, тиристорный мост коммутирующей ЬС-цепью в диагонали, тиристоры анодной группы которо го зашунтярованы обратными диодами и подключены к положительному входному выводу, а также два встречных диода и цепь нагрузки, при работе на колебательный контур цепи нагруз ки, снабжен дополнительным дросселем и двумя дополнительными диодами, со диненными встречно-последовательно включенными в диагрналь переменного тока моста,, причем общая точка анодов дополнительных Диодов соединена через один встречный диод с отрицательным входным ВЫВОДОГ4 и через дополнительный дроссель - с одним из выводов для подключения цепи нагруз ки, другой вывод для подключения которой соединен с общей точкой соединения катодов тиристоров катод ной группы моста, подключенной через второй встречный диод, включе ный в обратном направлении, к отрицательному входному выводу. На фиг. 1 приведена схема инвертора; на фиг. 2 - осциллограммы ток коммутирующего контура 1 , тока инверторного контура i,. и тока нагрузки ij. .Автономный инвертор (фиг. 1) содержит источник 1 постоянног-О ток к которому подключены последовательная цепь из разделительного кон денсатора 2 и защитной индуктивност 3 и инверторный мост, образованный тиристорами 4 - 7 и встречными диодами 8 и 9; дополнительные диоды 1 и 11, коммутирующий конденсатор 12 и коммутирующий дроссель 13 в диагонали моста. Последовательная цепь образованная нагрузочным колебательным контуром 20, содержаадим резистор 14, дроссель 15 и конденсатор 16, и дополнительным дроссел 17, включена между катодной группой тиристоров 6 и 7 и анодной группой диодов 10 и 11, Парсшлельно нагрузочному колебательному контуру 20 с дополнительным дросселем 17 включены два диода 18 и 19, причем анод диода 18 и катод диода 19 соединены с минусом источника питания. Инвертор работает следующим обр зом. При включении тиристоров 4 и 7 по контуру, образованному элемента ми 4, 12, 13, 7, 20, 17, 19, 2 и 3 протекает полуволна колебательного тока перезаряжающего коммутирующий конденсатор 12 с полярностью указа ной на фиг. f, на противоположную. Затем колебательный ток протекает по контуру 18, 20, 17, 11, 13, 12, 8, 3 и 2. В дальнейшем при включении тирист.оров 5 и б процесс протекает аналогично. Таким образом, ток тиристоров 4и7 (5и6) и ток встречно-парашлельных диодов .8 я 9 (10 и 11) проходят через нагрузочный колебательный контур 20 и дополнительный дроссель 17 в одном направлении, указанном стрелкой на фиг. 1. Частота тока i в инверторном контуре вдвое выше частоты тока 1, проходящего через ког/гмутирующий конденсатор 12 (фиг.2), Дополнительное удвоение (учетверение) выходной частоты тока осуществляется за счет подключения нагрузки вместе с дополнительным дросселем 17 к дополнительным диодам 10 и 11, общая точка которых связана с минусом источника 1 питания. В момент времени, когда напряжение на конденсаторе 16 имеет полярность, указанную на фиг. 1, он не шунтируется диодами 18 и 19, так как переменная составляющая напряжения противоположной полярности падает на индуктивность 3. Включение дополнительного дросселя последовательно с нагрузочным колебательным контуром исключает срыв в нагрузочном колебательном контуре и позволяет учетверить выходную частоту тока. Использование диодов 18 и 19 совместно с диодами 10 и 11 обеспечивает выпрямление тока в цепи 20 и 17 и учетверение частоты тока в колебательном контуре 14, 15 и 16. Устройство является особенно полезным в установках ультразвуковой частоты, когда применение многоячейковых схем не позволяет получить заданную частоту из-за больших коммутационных потерь в тиристорах и недопустимо большой крутизны тока тиристоров, дает возможность в четыре раза снизить крутизну тока. Предлагаемое устройство, позволяющее получить токи ультразвуковых частот, может найти себе щирокое применение в технике индукционного нагрева для пайки тонкостенных трубок, поверхностной закалки малогабаритных деталей и т.п. Формула изобретения Автономный инвертор, содержаиций подключенную ко входным выводам последовательную цепочку из дросселя и разделительного конденсатора, тиристорный мост с коммутирующей LC-цепью в диагонали, тиристоры анодной группы которого зашунтированы обратными диодами и подключены к положительному входному выводу, а также два встречных диода и выводы для подключения цепи нагрузки, о тличающийся тем, что, с целью учетверения выходной частоты при работе на колебательный контур цепи нагрузки, он снабжен дополнительным дросселем и двумя дополнительными пяодами, соединенными встречно-псхзледовательно и включенными в диагональ переменного тока моста, причем общая точка анодов дoпoJiниreльныx диодов соединена через один встречный диод с отрицательным входным выводом и через дополнительный дроссель - с одним из выводов для подключения цепи нагрузки, другой вывод для подключения которой соединен с общей точкой

соединения катодов тиристоров катодной группы моста, подключенной через второй встречный диод, включенный в обратном направлении, к отрицательному входному выводу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство QCCP 273323, кл. Н 02 М 5/42, 1969,

2.Авторское свидетельство СССР 300934, кл. Н 02 М 5/42, 1968.

Ф

fo ч а.

ю

Фиг. 1

Фиг. 2.

t