Резервированный высокочастотный инвертор Советский патент 1982 года по МПК H02M7/515 

(54) РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в установках для питания высокочастотной электрической энергией, ответственных пот-, ребителей. Оно может быть найти широкое применение в технике индукционного нагрева, в частности при литье алюминия в магнитный кристаллизатор, и в других устройствах, где требуется бесперебойное питание нагрузки. Известны резервированные источники питания нагрузки, содержащие источник переменного напряжения или сеть, соединенную через коммутационное устройство с нагрузкой 1. Известен также инвертор, соединенный по входу через датчик аварийного состояния с аккумуляторной батареи, а по выходу - через датчик аварийного состояния с аккумуляторной батареей, а по другому выходу - через коммутационное устройство с нагрузкой 2. Недостатками резервированных источников питания нагрузки являются сложность, невозможность длительной работы резервного источника от аккумуляторной батареи, достаточно большой перерыв в питании наИНВЕРТОРгрузки, возникающий за счет времени запуска резервного инвертора. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для бесперебойного электропитания нагрузки, являющееся резервированным преобразователем, содержащее в цепи питающего ввода выпрямитель и аккумуляторную батарею, выходы которых соединены между собой и через основной и резервный инверторы подключены к тиристорным переключателям переменного тока, производящим переключение тока нагрузки; выключатель состоящий из двух тиристоров, конденсатора, двух зарядных резисторов и двух щунтирующих диодов. Анод каждого тиристора выключателя соединен с входом основного и резервного инверторов, катод - соответственно с выходом выпрямителя и аккумуляторной батареи, конденсатор включен между анодами обоих тиристоров, а разрядный резистор и щунтирующий диод подключены параллельно входу каждого инвертора. Основной и резервный инверторы могут содержать тиристорные мосты, соединенные между собой через соответствующие коммутирующие индуктивности, и

подключенные к шинам питания через отсекающие диоды (3.

Недостатком данного устройства является наличие двух тиристорных переключателей тока, рассчитанных на коммутацию полного тока нагрузки. Это приводит к понижению надежности. Кроме того, данному устройству присуще относительно большое время переключения с основного на резервный инвертор.

Цель изобретения - п овыщенйе надежности устройства и уменьшение времени переключения с основного на резервный инвертор.

Поставленная цель достигается тем, что в резервированный высокочастотный инвертор, содержащий основные и резервные тиристорные мосты, коммутирующие дроссели, связанные с основными тиристорными мостами, и через отсекающие диоды с входными выводами, а также блоки отключения, содержащие соединенные последовательно отключающие тиристоры и конденсаторы, введены питающие тиристоры, включенные последовательно в цепь постоянного тока каждого из мостов, резервные мосты связаны с соответствующими коммутирующими дросселями, а блоки отключения подключены параллельно коммутирующим дросселям.

В инверторе может быть использован блок отключения, общий для всех мостов. В этом случае он подключается к коммутирующим дросселям через дополнительные отключающие тиристоры.

На фиг. 1 изображена схема резервированного высокочастотного инвертора; на фиг. 2 - вариант схемы резервированного высокочастотного инвертора с общим блоком отключения.

Резервированный высокочастотный инвертор (фиг. 1) содержит входной дроссель 1, соединенные последовательно и подключенные к щинам питания фильтровой конденсатор 2 и нагрузку 3. Инвертор состоит из основных мостов 4 и 5, к которым подключен коммутирующий дроссель 6, соединенный через отсекающие диоды 7 и 8 с щинами питания, и из резервных мостов 9 и 10. Тиристорные мосты 4, 5, 9 и 10 подключены к щинам питания через питающие тиристоры 11 - 14 и состоят каждый из тиристоров 15 - 18, соединенных в мост, в диагональ переменного тока которого включен коммутирующий конденсатор 19. При выполнении инвертора многоячейковым он состоит из нескольких аналогичных тиристорных ячеек 20. Блоки 21 отключения состоят из конденсатора 22 и тиристора 23 и подключены к коммутирующим дросселям 6.

Во втором варианте резервированного высокочастотного инвертора (фиг. 2) выключатель 21 состоит из конденсатора 22, подключенного к коммутирующим дросселям 6 всех основных тиристорных мостов через тиристоры 23 - 26. Возможно использование вместо тиристоров 25 и 26 неуправляемых вентилей - диодов.

Резервированный высокочастотный инвертор (фиг. 1) работает следующим образом.

При безаварийной работе основные тиристорные мосты питаются через входной дроссель 1 и питающие тиристоры 11 и 12. При отказе одного из мостов, например 4, какой-либо ячейки инвертора с его тирнсторов снимают импульсы управления и подают однократный управляющий нмпульс на тнристор 23 выключателя 21 той же ячейки. Током конденсатора 22, заряженного с указанной на фиг. 1 полярностью, запираются тиристоры моста 4, питающие тиристоры 11 и 12 основного моста, и последний оказывается отключенным. После этого конденсатор 22 перезаряжается через тиристор 23 и коммутирующий дроссель 6. Затем подают импульсы управления на тиристоры резервных мостов 9, 10 и их питающие тиристоры 13, 14, и они вступают в работу. В результате повышается быстродействие переключения с основного на резервный инверторы.

Второй вариант резервированного высокочастотного инвертора (фиг. 2) работает следующим образом.

При отказе одного из мостов, например 4, какой-либо ячейки инвертора с его тиристоров снимаются импульсы управления и однократной подачей управляющих импульсов на тиристоры, например 23, 25, подключают конденсатор 22 к отказавшим тиристориым мостам. Током конденсатора 22, заряженного с указанной на фиг. 2 полярностью, запираются тиристоры моста 4, питающие тиристоры 11 и 12 основного моста, и последний оказывается отключенным. После этого конденсатор 22 перезаряжается через тиристоры 23, 25 и коммутирующий дроссель 6 отказавших мостов. Затем подают импульсы управления на тиристоры резервиых мостов 9, 10 и их питающие тиристоры 13, 14, и они вступают в работу. За счет подключения выключателя только к отказавшим тиристорным мостам обеспечивается селективность работы выключателя и повышение надежности устройства.

В предлагаемом инверторе возможно как переключение с основного на резервный инвертор, так и обратное переключение. В случае, когда в обратном переключении нет необходимости, из схем исключаются питающие тиристоры резервных мостов.

За счет использования общих элементов для основного и резервного инверторов достигается упрощение устройства и повышение его надежности, за счет указанного подключения выключателей повышается быстродействие отключения основных и включения резервных тиристорных мостов. Схемные варианты позволяют дополнительно упростить инвертор и повысить его надежность.

Формула изобретения

1. Резервированный высокочастотный инвертор, содержащий основные и резервные тиристорные мосты, коммутирующие дроссели, связанные с основными тиристорными мостами и через отсекающие диоды с входными выводами, а также блоки отключения, содержащие соединенные последовательно отключающие тиристоры и конденсаторы, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности и уменьшения времени переключения с основного моста на резервный, в него введены питающие тиристоры, включенные последовательно в цепь постоянного тока каждого из мостов, резервные мосты связаны с соответствующими коммутирующими дросселями, а блоки отключения подключены параллельно коммутирующим дросселям.

2.Инвертор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения, в него введены дополнительные отключающие тиристоры, через которые блок отключения связан с коммутирующими дросселями всех мостов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1Патент Великобритании № 1314834, кл. Н 02 J 9/06, 1971.

2Патент ФРГ № 20148060, кл. П 02 J 9/06, 1974.

3.Авторское свидетельство СССР № 612344, кл. Н 02 J 9/06, 1978.

f.f