Автономный последовательный инвертор Советский патент 1982 года по МПК H02M7/515 

(54) АВТОНОМНЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ

V

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

/ Известен последовательный инвертор, содержащий тиристорный мост с встречно-параллельными диодами, коммутиру- ющую LC-цепь в диагонали этого моста, а также нагрузочную цепь, подключенную через входной дроссель к источнику питания и содержащую разделительный конденсатор, причем последовательно с коммутирующей L С-цепью включен дополнительный дроссель, шунтированный пёрой встречно-параллельных тиристоров t

Недостатками данного последовательного инвертора являются пониженный КПД из-за потерь в дополнительном дросселе и невозможность получения выходного регулируемого напряжения выше ; напряжения источника питания.

Известен резонансный инвертор с удвоением выходного напряжения, состоящий из дву.х тиристорных мостов, каждый, ИНВЕРТОР

ИЗ которых имеет коммутирующий контур в диагонали переменного тока и входной дроссель в диагонали постоянного тока, и систему управления, содержащую связанные между собой задающий гене- ратор, первый распределитель и выходные формирователи импульсов, подключенные к управляющим переходам тиристоров соответствующих групп каждого из мостов при этом вход цепи обратной

to связи соединен с выходными вьтводамн инвертора, а выход - с входом блока задержки, выход которого соединен с входом второго распределителя, причем выходы второго распределителя связаны с

15 входами выходных формирователей соответствующих групп тиристоров каждого из мостов L2.

Недостатками этого инвертора являются невозможность регулирования вы20ходного напряжения выще напряжения источника питания и сложность схемы.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному яштяеТся автономный последовательный инвертор, со- держащий два встречно, включенных тиристорных моста, подсоединенных через разделительные диоды и общий входной дроссель к источнику питания, причем противофазные плечи указанных мостов соединены между собой через общие ком мутирующие дроссели, средние точки которых образуют общие выводы переменного тока, к которым через коммутирующий конденсатор подсоединена нагрузка, а к выводам постоянного тока мостов подключены конденсаторы фильт- ра 31. Недостатки данного инвертора - невозможность дискретного регулирования выходного напряжения, которое необходимо при открытой и вакуумной плавке металлов, а также при литье алюминия в электромагнитный кристаллизаTOfj. невозмо кность получения выходного регулируемого напряжения выще напряжения источника питания. Цель изобретения - расширение диапа зона регулирования выходного напряже- ния HHBepTojja. Для достижения поставленной цели па раллельно каждому из фильтровых конден саторов подключена цепочка, состояи;ая ИЗ последовательно соединенных дополни- тельного фильтрового конденсатора и дио да, щунтированного встречным тиристором. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема автономного последовательного инвертора. Автономный последовательный инвертор содержит два моста 1, 2, подключенные через разделительные диоды 3- 6 и ВХ.ОДНОЙ дроссель 7 к источнику питания 8, в общую диагональ переменного тока которых включена послег.авательная цепочка из коммутирующего конденсатора 9 и нагрузки 10, а диагональ постоянного тока образована фильтровыми конденсаторами 11, Д2, В каждом из мостов два синфазных плеча образованы тиристорами прямого тока 13-16, а два других тиристорами встречного тока 17-20 про тивофазные плечи которых (13, 16, 18, 19; 14, 15; 17, 20) соединены между собой через коммутирующие дроссели 21 22J блок управления 23 тиристорами встречного тока 17-2О и блок управления тиристорами прямого тока 13-16 состоящий из последовательно соединенных задающего генератора 24 с регулятором частоты 25, формирователя 26 и распределителя. 27 отпирающих импульсов; две цепочки, каждая из которых образована последовательно соединенными дополнительным фильтрювым конденсатором 28 (29) и диодоьл 30 (31), защунтированным тиристором 32 (33), управляющий переход которого подключен к дополнительному распределителю отпирающих импульсов 34, последний через ключ 35 соединен с формирователем 26 блока управления тиристорами прямого тока, при Этом каждая из цепочек подключена параллельно соответствующему, фильтровому конденсатору 11 и 12. Автономный последовательный инвер- . тор в квазиустановивщемся режиме ра- ботает следующим образом. Пусть коммутирующий конденсатор 9 имеет полярность напряжения, указанную на чертеже. При подаче импульсов управления от блока управления тиристорами прямого тока на Тиристоры 13, 14 происходит колебательный перезаряд коммутирутощего конденсатора 9 по цепи:,фильт- ровый конденсатор 11, тиристор 13, часть коммутирующего дросселя 21, коммутирующий конденсатор 9, нагрузка 1О, часть коммутирующего дросселя 22, тиристор 14, фильтровый конденсатор 11. Когда полуволна тока тиристоров 13, 14 пройдет через нулевое значение, они выключаются и обратную полуволну тока коммутирующего конденсатора 9 берут на себя тиристоры 19, 20 (управляющие импу льсы на их включение подаются от блока управления тиристорами встречного тока 23), сбрасывая излшлнюю реак-тивную энергию с коммутирующего конденсатора 9 на фильтровый конденсатор 12. В интервалах проводимости тиристорами 15, 16, а затем 17, 18 процессы протекают аналогично. На этом заканчивается полный цикл работы схемы, При открытой и вакуумной плавке металлов в некоторых случаях необходимо дискретйо изменять амплитуду напряжения на индукторе плавильной печи (т. е, амплитуду выходного напряжения инвертора) для вьщерживания металла перед заливкой в формы. С этой целью в автономном последовательном инверторе производят изменение среднего за период напряжения на фильтровых конденсаторах 11, 12 путем изменения отноц1ения, величин емкостей фильтрового 11 (12) и коммутирующего 9 конденсаторов. Изменяя дискретно уровень пульсаций напряжения на фильтровых конденсаторюх 11, 12 (путем изменения их емко-стей), можно соответственно регулировать и величину напряжения на конденсаторах фильтра а следовательно, и величину тока в нагрузочной диагонали ин верторного моста. В данном автономном последовательном инверторе для изменения выходного напряжения осуществляют подключение или отключение дополнительных фильтровых конденсаторов 28, 29 к основным через диод ЗО (31) и тиристор 32 (33 Подключение и отключение дополнительных фильтровых конденсаторов осуществляется с помощью ключа 35, который соединяет цепь между формирователем отпирающих импульсов 26 и дополнительным распределителем 34. Пополнительные фильтровые конденсаторы 28, 29 нормально заряжаются о источника питания 8 через входной дрос сель 7,, разделительные диоды 3-6 и диоды ЗО, 31. При. замыкании ключа 35 отпирающие импульсы с формирователя 26 передаются с помощью дополнительного распределителя 34 к тиристорам 32, 33, включая их, самым подключая дополнительные фильтровые конденсаторы 28, 29 к основным 11, 12 и изменяя выход ное напряжение инвертора. Таким образом, применение данного автономного последовательного инвертора позволяет расширить диапазон регулирования выходного напряжения, так как появляется возможность получения напряжения превышающего напряжения источника питания, и возможность дискретного регулирования амплитуды выход ного напряжения и мощности инвертора. .9 2 Формула и р е т е н и я Автономный последовательный инвертор, содержащий два встречно включен- ных тиристорных моста, подсоединенных через разделительные диоды и общий входной дроссель к источнику питания, причем противофазные плечи указанных мостов соединены между собой через общие коммутирующие дроссели, средние точки KOTOfft ix образуют общие выводы переменного тока,.к которым через коммутирующий конденсатор подсоединена нагрузка, а к выводам постоянного тока мостов подключены конденсаторы фильтра, о т л и ч а ю щ и и с я тем, 4TOji с целью расщиреняя диапазона регулирования выходного напряжения, параллельно каждому из фильтровых конденсаторов подключена цепочка, состоящая из последовательно соединенных дополнительного фильтрювого конденсатора и диода, шунтированного встречным тиристором. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1.Авторское свидетельство СССР . № 712911, кл. Н 02 М 7/515, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР № 678614, кл. Н 02 М 7/515, 19.76, 3.Попов Н. П., Гутин Л. И, , Белкин А. К., Копьёв М. П. Новая схема автономного инвертора для электротермических установок. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции Применение в технологических процессах машиностроительного производства полупроводниковых преобразователей частоты . Уфа, 1980, с. 22, рис. 1.