Статический преобразователь частоты Советский патент 1981 года по МПК H02M5/458 H02P13/18 

I

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в технике индукционного нагрева и плавки металлов.

Известен статический преобразователь, содержащий источник питания, блок защиты и управления инвертором и автономный инвертор, состоящий из тиристорного моста с коммутирующим конденсатором в одной диагонали., другая диагональ которого образована .последовательно соединенными первичной обмоткой коммутирующего трансформатора, магнитосвязанной со вторичной разделительным конденсатором и нагрузкой. Источник питания подключен одним выводам через входной дроссель к разделительному конденсатору, а вторым выводом к нагрузке, вторичная обмотка коммутирующего трансформатора через отсекающий диод подключена параллельно последовательной цепочке, состоящей из

разделительного конденсатора и нагрузки }.

Известен также статический преобразователь, содержащий источник питания, блок защиты и управления инвертором и последовательный автономный инвертор,состоящий из подключенных к источнику питания через входные дроссели двух тиристорных мостов с коммутирующими конденсато10рами в диагоналях переменного тока, и подключенных параллельно мостам через выходные выводы двух цепочек, каждая из которых состоит из последовательно соединенных че15рез вспомогательный диод фильтровых конденсаторов, причем один из . магнитносвязанных коммутирующих дросселей подключен параллельно одному из фильтровых конденсаторов и после30довательно с ним соединенному вспомогательному диоду, а другой магнитносвязанный с первым коммутирующий дроссель подключен параллельно друтому фильтровому конденсатору и последовательно с ним соединенному вспомогательному диоду той же цепочки 2}.

Наиболее близким к предлагаемому является статический преобразователь частоты, содержащий блок питания ;постоянного тока, последовательный автономный инвертор, состоящий из двух мостовых ячеек с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока, а также блок управления и защиты инвертораГз.

Однако в известном преобразователе при изменении параметров наггрузки напряжения на элементах схемы инвертора могут существенно повьшаться, что приводит к срыву инвертирования и вьпсоду из строя силовых элементов преобразователя. Это снижает надежность работы преобразователя.

Цель изобретения - повышений надежности за счет исключения срывов инвертирования при перегрузках.

Поставленная цепь достигается тем, что в статическом преобразователе частоты, содержащем блок питания постоянного тока, последовательный автономный инвертор, состоящий иэ двух мостовых ячеек с коммутирующими кондесаторами в диапоналях переменного тока, а также блок управления и защиты инвертора, блок питания постоянного тока выполнен в виде управляемого выпрямителя с системой импульсно-фазового управления, а в преобразователь введены два датчика напряжения и пороговый элемент, причем входы датчиков напряжения подключены к с ртветствующим коммутирующим конденсатора:м, выхоца - ко входам порогового элемента, а .выход порогового элемента соединен со входом системы импульенофазового управления выпрямителя.

На чертеже изображен статический преобразователь, принципиальная схема.

.Статический преобразователь частоты содержит блок 1 питания, блок 2 управления и защиты инвертора и последовательный автономный инвертор, состоящий из двух мостовых ячеек 3 и 4 (тиристоры 5-8 ячейки 3 и тиристоры 9-12 - ячейки 4) с коммутирующими конденсаторами 13 и 14 в диагоналях переменного тока, подключенных к выводам источника 1 питания через дроссели 15-18 фильтра. Конденсаторы 19 и 20 фильтра подключены через первичные обмотки 2 и

22комму тир укяцих дросселей 23 и 24 параллельно ячейкам 3 и 4 и выходным выводом нагрузки 25, образованным катодными группами (тиристоры 7,8 и

11,12) этих ячеек. Каждая вторичная обмотка 26 и 27 коммутирующего дросселя 23 и 24 через отсекающие диоды 28 и 29 подключена к обкладкам фильтрового конденсатора 20 и 19 противофазной ячейки 4 и 3. Блок I питания выполнен на базе регулируемого выпрямителя 30 с системой 3I фазового управления. Датчики 32 и 33 напряжения коммутирующих конденсаторов 13 и 14 подключены к пороговому элементу 34, соединенному с системой 31 фазового управления выпрямителя 30.

Преобразователь в квазиустановившемся режиме работает следующим обра:зом.

Фильтровые конденсаторы 19 и 20 нормально заряжены до напряжения источника 1 питания через дроссели 5 17 и 16, 18 фильтрами первичные обмотки 21 и 22 коммутирующих дросселей

23и -24. Пусть коммутируклдие конденсаторы 13 и 14 имеют полярность напряжения, указанную на чертеже. При подаче импульсов управления блоком

2 защиты и управления инвертором на тиристоры 5 и 7, коммутируюпщй конденсатор 13 начинает колебательно перезаряжаться через тиристоры 5 и 7, нагрузку 25 и первичную обмотку 21 коммутирующего дросселя 23. Как только ток тиристоров 5 и 7 перейдет через максимальное значение, полярность напряжения на обмотках 21 и 26 Коммутирующего дросселя 23 меняется на противоположную. При достижении напряжения на обмотке 26, равного напряжению фильтрового конденсатора 20, включается отсекакиций диод 28, сбрасывая излишнюю: реактивную энергию коммутирующего дросселя 23 на фильтровый конденсатор 20. Ток тиристоров 5 и 7 при этом резко падает и они выключаются. Аналогично протекают процессы далее при включении тирис торов 9,11; 6, 8 и 10 и 12.

При индукционном нагреве и плавке

металлов параметры системы индукторметалл меняются в пгароком диапазоне. Поэтому в ходе технологических процессов может иметь место режим, при котором напряжения на элементах схемы инвертора превысят номинальные В результате произойдет срыв инверти рования и выход из строя силовых эле ментов преобразователя. Для предотвращения срывов инверти рования контролируют напряжение на коммутирующих конденсаторах 13 и. 14 помощью датчиков 32 и 33 напряжения. Как только оно превысит допустимое выше которого происходит срыв инвертирования, срабатывает пороговый элемент 34. Сигнал с датчиков 32 и 3 напряжения проходит через пороговый элемент, воздействуя на систему 31 фазового управления выпрямителя 30, снижая выпрямленное напряжение, т.е. снижая напряжение на входе инвертора, а значит и на всех его элементах до номинального. Тем самым исключает ся срыв инвертирования и повьппается надежность работы преобразователя. Формула изобретения Статический преобразователь .частоты, содержащий блок питания постоянного тока, последователыйлй автономный инвертор , состоящий 7А из двух мостовых ячеек с коммутирующими конденсаторами в диагоналях переменного тока, а также блок управления и защиты инвертора, о тличающийся тем, что, с целью повьшения надежности за счет исключения срывов инвертирования при перегрузках, блок питания постоянного тока вьтолнен в виде управляемого выпрямителя с системой импульсно-фазового управления,.а в. преобразователь введены два датчика напряжения и пороговый элемент, причем входы датчиков напряжения подключены к соответствующим коммутирующим конденсаторам, выходы - ко входам порогового элемента, а выход порогового элемента соединен со входом системы импульсно-фазового управления выпрямителя. Источники информации, принятые во В1шмание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 587578, кл. Н 02 М 7/515, 1977. 2.Тиристорные преобразователи частоты для индукционного нагрева металлов. Межзвуковский научный сборник трудов. Уфа, 1976, №. 6, с. 14, рис. 1. 3.Авторское свидетельство СССР № 599324, кл. Н 02 М 7/515, 1977.