Преобразователь переменного тока в переменный ток другой частоты или постоянного тока в переменный Советский патент 1954 года по МПК H02M5/297 H02M7/48 

Предметом изобретения является преобразователь переменного тока в переменный ток другой частоты или постоянного тока в переменный с использованием управляемых электрических вентилей.

В связи с широким развитием высокочастотных установок для плавки, закалки, сушки, нагрева и других целей задача создания мощных и экономичных преобразователей частоты этого типа является весьма актуальной.

Трудность построения подобных преобразователей на высокую частоту (300-500 гц и выше) объясняется тем, что электрические вентили (ртутные выпрямители, игнитроны и тиратроны) не могут работать в этом режиме и выходят из строя через несколько часов.

С целью облегчения работы венти. в подобных преобразователях, достигаемого путем уменьшения скорости восстановления обратного напряжения и создания задержки в появлении прямого напряжения на вентилях при коммутации, предлагается в цепь коммутации указанных вентилей включить насьии.аю1дирся

реакторы и параллельно вентилям электрические конденсаторы, через которые после комгаутации протекает обратный ток, перемагничивающий соответствующий реактор и повышающий в этот момент его индуктивность.

В случае, если собственная емкость, шунтирующая вентили, достаточна для перемагничивания реактора, в преобразователе могут быть применены только насыщающиеся реакторы, без щунтирующих вентили конденсаторов.

На чертеже представлена принципиальная схема многофазного преобразователя, работа которого, как известно, протекает следующим образом.

При подаче на сетки двух групп вентилей поочередно отпирающего напряжения, ток протекает через одну половину обмотки трансформатора и соответствующую группу вентилей. Одновременно во второй половине обмотки трансформатора возбуждается напряжение, вызывающее появление дополнительного тока, протекающего через конденсатор С и горящие вентили. При этом конденсатор С зарялоетйя.и в момент отпирания второй грунпы вентилей разряжается на получившийся контур, обеспечивая коммутацию тока, т. е. гашение горяш.их вентилей и за; кгание других вентилей.

Для преобразования высокой частоты индуктивность коммутируюндей цепи должна быть мала (в противном случае время переключения с одной группы вентиле на другую будет велико, что не позволит получить высокой частоты). При этих словиях (очень быстрый спад тока ц очень быстрое нарастание обратного напряжения на вентиле вследствие ничтожно малой индуктивности цепи коммутации) избежать частых обратных зажиганий можно лишь при резком уменьшении рабочего напряжения против номинального для данного вентиля. В этом режиме происходит также сильпое распыление анода.

В результате вентили через несколько часов, а иногда и меньше че.м через час, выходят из строя.

С целью облегчения условий работы вентилей в предлагаемом преобразователе при.менены насыш,ающиеся реакторы L, включенные в цепь ко.ммутации вентилей, а параллельно последним включены конденсаторы С|.

При нротекании тока через вентили реактор L насыцден, его индуктивность мала и он не нрепятствует быстрой коммутации тока. После прекращения протекания прямого тока через реактор L и конденсатор Ci, включенные параллельно вентилям, начинает протекать ток обратного направления. Это влечет за собой резкое увеличение ирщуктивности реактора, что снижает скорость нарастания обратного напряжения и опасность обратного залсигания. При.менение насыщающихся реакторов особенно эффективно в преобразователях высокой частоты, в которых отсутствие этих реакторов крайне затрудняет возможность предотвращения обратного залсигания вентилей.

Применение насыщающихся реакгоров позволяет сколь угодно уменьшить не только скорость нарастания.

но и а.мплитуду обратного напряжения, что обеспечивает возможность полного предотвращения опасности обратных залсиганий.

В любом тиие ионного нреобразователя поетоянного тока в переменный, либо тока одной частоты в ток другой частоты обратное напряжение воздействует на вентиль лишь часть периода, после чего начинает воздействовать прямое напряжение, вызывая опасность пробоя вентиля в прямом направлении. При наличии насыщающегося реактора, после восстановления обратного папрял ения реактор оказывается перемагниченным в обратном Направлении, а конденсаторы, включенные параллельно вентилям, заряжены обратным напряжением.

Обратный перезаряд этой емкости при нарастании прямого напряжения также происходит через реактор, индуктивность которого велика до момента его насыщения, что нредонределяет задержку в появлении прямого напряжения на вентиле и позволяет увеличить время, предоставляемое для восстановления зправляемости вентиля.

В случае, если собственная емкость установки, шунтирующая вентиль, достаточна для перемагничивания реагстора, . ограничиться только включением реакторов в цепь коммутации, исклйчив из схемы конденсаторы С, шунтирующие вентили.

Предмет изобретения

1. Преобразователь переменного тока в переменный ток другой частоты или постоянного тока в переменный с использованием управляемых электрических вентилей, отличающийся тем, что, с целью облегчения работы вентилей путем уменьщения скорости восстановления обратного напряжения и создания задерл ки в появлении прямого напрялсения на вентилях нри коммутации, в цепь коммутации вентилей включены насыщающиеся реакторы и параллельно вентилям включены электрические конденсаторы, через которые после коммутации протека.Т ток, перемагничивающий соответствующий реактор и повышающий в этот момент его индуктивность.

2. Видоизменение преобразователя по п. 1 , о т л и ч а ю UJ, е е с я тем, что применены только насыщающиеся реакторы - без шунтирующих

вентили конденсаторов - в случае, если собственная емкость установки, щунтирующая вентили, достаточна для перемагничивания реактора.

Приоритет по п. 1 9 октября 1950, по If. 2 20 января 1951 г.