Автономный инвертор Советский патент 1983 года по МПК H02M7/515 

(З) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР

Изооретение относится к преобразовательной технике и может найти широкое применение при литье алюминия в электромагнитный кристаллизатор. Известен автономный инвертор, содержащий фильтр, два подключенных к источнику питания инверторных моста тиристоры которых шунтированы обратными диодами и в одну диагональ которых включен коммутирующий контур состоящий из последовательно соединенных дросселя и конденсатора, при этом инверторные мосты подключены к одному из зажимов источника питания через дроссели- фильтра, а между точками соединения мостов с дросселями включена нагрузка, средняя точка которой через конденсатор фильтра соединена с другим зажимом источника питания L 1 1. Недостатками данной схемы инвертора является сложность и невозможность работы на длинную линию. Наиболее близким по технической, сущности к предлагаемому является автономный инвертор, содержащий включенные встречно- параллельно тиристоры и диоды, входные дроссели, коммутирующие LC-цепочки, нагрузку и входные выводы, при этом встречнопараллельно включенные тиристоры и диоды образуют два моста с коммутирующими LC-цепочками в диагоналях переменного тока, подключенные к входным выводам через входные дроссели, а нагрузка включена между входными дросселями t2D. К недостаткам схемы автономного инвертора следует отнести невозможность работы на длинную линию. В цехах литья алюминия в электромагнитный кристаллизатор, источник питания (автономный инвертор) находится на значительном расстоянии от нагрузки (электромагнитного кристаллизатора), т.е. источник питания должен работать на длинную линию, а это равносильно включению в цепь нагрузки дополнительной индуктивности, что приведет к возникновению круговых токов в инверторе, дополнительной загрузке вентилей и выходу их из строя. Цель, изобретения - обеспечение возможности работы на длинную линию. Для достижения поставленной цели в автономном инверторе, содержащем подключенные к входным выводам че-. рез входные дроссели встречно-параллельно соединенные тиристоры и диоды связанные с выходными выводами и ком мутируюи1ими LC-целочками, входные дроссели и встречно-параллельно сое:Диненнь е тиристоры и диоды образуют два моста,в диагональ переменного тока каждого из которых включены две последовательно соединенные через вы ходные выводы коммутирующие LC-qeпочки, причем последовательно соединенные противофазные плечи моста состоят соответственно из входного дросселя и встречно-параллельно вклю ченных тиристора и диода. На фиг, 1 приведена принципиальная электрическая схема автономного инвертора; на фиг. 2 дана временная диаграмма тока нагрузки, поясняющая принцип действия инвертора. Автономный инвертор содержит вклю ченные встречно-параллельно тиристоры и диоды: тиристор 1, диод 2, тиристор 3, диод 4, тиристор 5 диод 6, тиристор 7, диод 8, входные дроссели 9-12, коммутирующие LC-цепочки (дроссели и конденсаторы) 13-14, 15-16, 17-18 и 19-20, нагрузку 21, при этом входные дроссели 9,12 и 10, 11 и встречно-параллельно включенные тиристоры и диоды 1,2 и 8,7, 4,3 и 5, 6 образуют два моста, подключенные диагоналями постоянного тока к входным выводам, а диагонали переменного тока мостов образованы последовательно соединенными через нагрузку 21 LC-цепбчками 13-14, 1517 18 и 19-20, причем противофазные плечи каждого моста состоят из входного дросселя 9-12 и встречно-параллельно включенных тиристора и диода 1-2, 3-4, 5-6 и 7-8, Автономный инвертор в квазиустановившемся режиме работает следующим образом. При подаче управляющего сигнала на тиристор 1 коммутирующие конденса торы 14 и 16, заряженные в начальный 98 . 4 момент времени (фиг,2) с полярностьюj указанной .на фиг.1, перезаряжаются через открытый тиристор 1 и диод 8, По мере перезаряда конденсаторов 14 и 16 ток тиристора 1 достигает максимального значения и начинает уменьшаться, а полярность напрян(ения на коммутирующих конденсаторах 14 и 16 изменяется на противоположную (обозначена на фиг,1 в скобках). Пока диод 8 проводит ток, тиристор 7. работающий до момента времени t, восстанавливает спою управляемость. Ток в нагрузке 21 i, протекает в направлении, указанном на фиг,1 стрелкой, В момент времени tx| колебательный перезаряд коммутируюа1их конденсаторов 14 и 16 заканчивается, а через тиристор 1 продолжает протекать ток, -обусловленный большой индуктивностью входного дросселя 9. В момент, времени t по/:|ается- управляющий сигнал на тиристор 5 и начинается колебательный перезаряд коммутирующих конденсаторов 20 и 14 через открывшийся тиристор 5 и диод 2, на анод которого подается положительный потенциал конденсатора 20, а катод которого подключен к отрицательно заряженной-в этот момент обкладке конденсатора 14, Ток через нагрузку 21 течет в обратном направлении, формируя обратную полуволну тока нагрузки 21, В момент времени tl заканчивается колебательный перезаряд коммутирующих конденсаторов 20, 14 и напряжение на них имеет полярность, указанную на фиг,1 без скобок. Далее в момент времени t, включается тиристор 3 и диод 6, а тиристор 3 закрывается и восстанавливает свою управляемость. Происходит перезаряд коммутирующих конденсаторов 18 и 20,В нагрузке 21 формируется вторая положительная полуволна тока (, В момент времени t открывается тиристор 7 и по цепочке образованной тиристором 7, диодом 4, коммутирующим дросселем 17, конденсатором 18, нагрузкой 21, конденсатором 16, дросселем 15 происходит колебательный перезаряд коммутирующих конденсаторов .18 и 16, в нагрузке формируется вторая отрицательная полуволна тока i , Затем все процессы повторяются. Таким образом, за весь цикл работы вентилей в нагрузке формируется два полных периода тока нагрузки. Кроме того, предлагаемый инвертор проще прототипа и может работать на длинную линию, так как нагрузка включена в коммутирующую LC-цепочку и внесение дополнительной индуктивности линии позволит даже сократить индуктивность коммутирующих дросселей . формула изобретения Автономный инвертор, содержащий подключенные к входным выводам через входные дроссели встречно-параллельно соединенные тиристоры и диоды, связанные с выходными выводами и ком мутирующими LC-цепочками, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности работы на длинную линию, входные дроссели и встречно-параллельно соединенные ти ристоры и диоды образуют два моста. ф s

iZfe. / -./ ) /f (-) W + - / f - fJ ./ К в диагональ переменного тока каждого из которых включены две последовательно соединенные через выходные выводы коммутирущие LC-цепочки, причем последовательно соединенные противофазные плечи моста состоят соответственно из входного дросселя и встречно-параллельно включенных ти ристора и диода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 2B60k3, кл. Н 02 М 7/00, 1970. 2.Кацнельсон С. М.,Киселева Л.Н., Охотников В. А. Анализ электромагнитных процессов в тиристорном инверторе со встречно-параллельными диодами и нагрузкой, включенной между входными дросселями . -8 кн. Тиристориые преобразователи частоты для индукционного нагрева металлов. Труды УАИ, сборник № 2, Уфа, 1972, с.37, рис. 1. jjpV nL :;:zr Л 2 Г