RU2392780C2 - Multiphase conversion device for induction heating - Google Patents

Multiphase conversion device for induction heating Download PDF

Info

Publication number
RU2392780C2
RU2392780C2 RU2008124693/09A RU2008124693A RU2392780C2 RU 2392780 C2 RU2392780 C2 RU 2392780C2 RU 2008124693/09 A RU2008124693/09 A RU 2008124693/09A RU 2008124693 A RU2008124693 A RU 2008124693A RU 2392780 C2 RU2392780 C2 RU 2392780C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inductor
frequency
load
capacitor
terminals
Prior art date
Application number
RU2008124693/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008124693A (en
Inventor
Владислав Игоревич Лузгин (RU)
Владислав Игоревич Лузгин
Александр Юрьевич Петров (RU)
Александр Юрьевич Петров
Илья Викторович Черных (RU)
Илья Викторович Черных
Виктор Васильевич Шипицын (RU)
Виктор Васильевич Шипицын
Иван Евгеньевич Лопатин (RU)
Иван Евгеньевич Лопатин
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "РЭЛТЕК"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "РЭЛТЕК" filed Critical Закрытое акционерное общество "РЭЛТЕК"
Priority to RU2008124693/09A priority Critical patent/RU2392780C2/en
Publication of RU2008124693A publication Critical patent/RU2008124693A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2392780C2 publication Critical patent/RU2392780C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: proposed invention relates to conversion equipment and may be used in installations for induction heating and melting of metal. Main circuit of multiphase double-frequency conversion device comprises source of DC voltage, the first and second filter throttles, and also three circuits, every of which is formed by controlled valve, serially with which one of load-inductor windings is connected, being shunted by capacitor, at the same time the first output of DC voltage source is connected with the first output of the first filter throttle, the second output of which is connected to three first outputs of three controlled valves, at the same time the second outputs of three windings of load inductor shunted by capacitors are connected to each other and joined to the first output of the second filter throttle, the second output of which is connected to the second pole of DC voltage source, at the same time load-inductor is made of three windings, two of which are connected accordingly serially, and all three controlled valves are connected directly relative to polarity of DC voltage source. Each winding of load inductor with shunting capacitor is tuned for high frequency of double-frequency field of loading circuit. Parallel to each winding of load inductor there is a serial circuit connected made of capacitance and inductance, own frequency of which is equal to lower frequency of double frequency field of loading circuit. High-frequency and low-frequency multiphase components of electromagnetic field in loading circuit are formed by means of special logic for control of controlled valves, when each controlled valve is repeatedly connected and disconnected and forms packs of phase-shifted high-frequency pulses.
EFFECT: provision of simultaneous generation of high frequency and low frequency multiphase electromagnetic fields.
2 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в установках для индукционного нагрева и плавки металла.The present invention relates to a conversion technique and can be used in installations for induction heating and smelting of metal.

Известны преобразовательные устройства, применяемые для различных целей, параллельного типа, когда нагрузка и коммутирующий конденсатор соединяются параллельно, и последовательного типа, когда нагрузка и коммутирующий конденсатор соединяются последовательно (Л1, Чиженко И.М. и др. Основы преобразовательной техники. Учебн. пособие для специальности «Промышленная электроника». - М.: Высшая школа, 1974). Эти преобразователи являются аналогами предлагаемому изобретению.Known converting devices used for various purposes, the parallel type, when the load and the switching capacitor are connected in parallel, and the serial type, when the load and the switching capacitor are connected in series (L1, Chizhenko IM and other Fundamentals of the conversion technology. Textbook for specialty "Industrial Electronics." - M .: Higher School, 1974). These converters are analogues of the invention.

Известно также, что при индукционном нагреве и плавке металла с увеличением массы металла увеличивается мощность преобразовательных устройств и снижается их выходная частота (Л.2, Тиристорные преобразователи повышенной частоты для электротехнологических установок. Е.И.Беркович и др. - 2-е изд. перераб. и доп.- Л.: Энергоатомиздат (Ленингр. отделение, 1983), при этом в диапазоне 500÷1000 Гц наиболее часто применяется параллельный инвертор, как наиболее экономичный на этих частотах, остальные же преобразовательные устройства в этом диапазоне частот имеют повышенную массу и габариты. Поэтому в качестве прототипа выбран наиболее часто применяемый мостовой параллельный инвертор тока (Приложение 1, Л.2. стр.16, рис.2.1).It is also known that during induction heating and melting of metal with increasing mass of metal, the power of converting devices increases and their output frequency decreases (L.2, Thyristor converters of increased frequency for electrotechnological installations. E.I. Berkovich et al. - 2nd ed. revised and additional - L .: Energoatomizdat (Leningrad branch, 1983), while in the range of 500 ÷ 1000 Hz the most common is the parallel inverter, as the most economical at these frequencies, the rest are converter devices in this frequency range They have an increased mass and dimensions. Therefore, the most commonly used bridge parallel current inverter is selected as a prototype (Appendix 1, L.2. p.16, Fig.2.1).

Известно, что интенсивность индукционного нагрева возрастает с увеличением частоты электромагнитного поля (Л.3, Шамов A.M., Бодажков В.А. Проектирование и эксплуатация высокочастотных установок. Изд. 2-е, доп. и перераб. Л.: Машиностроение (Ленингр. отделение), 1974, 280 с). Известно также, что в одночастотном электромагнитном поле расплавленный металл в нагрузке-индукторе под действием электромагнитных сил движется в нижней части индуктора около стенок снизу вверх, а около оси индуктора сверху вниз, в верхней же части индуктора металл около стенок индуктора движется сверху вниз, а по оси индуктора снизу вверх, т.е. создается два контура циркуляции. В результате этого движения происходит перемешивание жидкого металла, что улучшает его качество. Однако при двух контурах циркуляции перемешивание металла не эффективно. Для повышения эффективности электромагнитного перемешивания необходимо многофазное низкочастотное электромагнитное поле, а для повышения эффективности индукционного нагрева необходимо высокочастотное электромагнитное поле (Л.3). В Л.4 предлагается использовать два генератора - один высокочастотный для интенсивного индукционного нагрева, а второй - низкочастотный трехфазный - для интенсивного электромагнитного перемешивания (Л.4. Вайнберг A.M. Индукционные плавильные печи. - М.: Энергия, 1967). Однако это увеличивает установленную мощность нагревательного оборудования и требует в течение электротехнологического процесса переключений в силовых цепях.It is known that the intensity of induction heating increases with increasing frequency of the electromagnetic field (L.3, Shamov AM, Bodazhkov V.A. Design and operation of high-frequency installations. Ed. 2nd, additional and revised L .: Mechanical engineering (Leningrad branch ), 1974, 280 s). It is also known that in a single-frequency electromagnetic field, molten metal in a load-inductor under the action of electromagnetic forces moves in the lower part of the inductor near the walls from bottom to top, and near the axis of the inductor from top to bottom, in the upper part of the inductor, metal near the walls of the inductor moves from top to bottom, and along the axis of the inductor from the bottom up, i.e. two circuits are created. As a result of this movement, mixing of the liquid metal occurs, which improves its quality. However, with two circuits, mixing the metal is not effective. To increase the efficiency of electromagnetic stirring, a multiphase low-frequency electromagnetic field is necessary, and to increase the efficiency of induction heating, a high-frequency electromagnetic field is required (L.3). In L. 4, it is proposed to use two generators - one high-frequency for intensive induction heating, and the second - low-frequency three-phase - for intensive electromagnetic mixing (L. 4. Weinberg A.M. Induction melting furnaces. - M .: Energy, 1967). However, this increases the installed capacity of the heating equipment and requires switching in power circuits during the electrotechnological process.

Таким образом, аналоги и прототип имеют недостаток, который заключается в том, что они не могут генерировать единовременно высокочастотное электромагнитное поле и многофазное низкочастотное электромагнитное поле, либо рекомендуют для этого применение двух генераторов, т.е. они не обеспечивают достижение заявленного технического результата, заключающегося в одновременном генерировании высокочастотного и низкочастотного многофазного электромагнитных полей и упрощении.Thus, the analogues and the prototype have the disadvantage that they cannot generate a high-frequency electromagnetic field and a multiphase low-frequency electromagnetic field at the same time, or they recommend using two generators, i.e. they do not ensure the achievement of the claimed technical result, which consists in the simultaneous generation of high-frequency and low-frequency multiphase electromagnetic fields and simplification.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания многофазного двухчастотного преобразовательного устройства для индукционного нагрева, осуществление которой позволяет достичь заявленный технический результат, заключающийся в возможности одновременного генерирования высокочастотного и низкочастотного многофазного электромагнитных полей и упрощении.The present invention solves the problem of creating a multiphase two-frequency converter for induction heating, the implementation of which allows to achieve the claimed technical result, which consists in the possibility of simultaneously generating high-frequency and low-frequency multiphase electromagnetic fields and simplification.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в устройство, содержащее источник постоянного напряжения, два фильтровых дросселя, управляемый вентиль и нагрузку-индуктор, зашунтированную конденсатором, при этом с первым полюсом источника постоянного напряжения соединен первый вывод первого фильтрового дросселя, второй вывод которого соединен с первым выводом управляемого вентиля, второй вывод которого соединен с первыми выводами нагрузки-индуктора и конденсатора, вторые выводы которых соединены между собой, при этом нагрузка-индуктор выполнена из трех обмоток, расположенных по длине индуктора, а также введены еще две аналогичные цепи, состоящие каждая из управляемого вентиля и последовательно соединенной с ней обмоткой нагрузки-индуктора, зашунтированной конденсатором, при этом все три цепи соединены параллельно между собой и подключены между вторым выводом первого фильтрового дросселя и первым выводом второго фильтрового дросселя, при этом второй вывод второго фильтрового дросселя соединен с вторым полюсом источника постоянного напряжения, а все три управляемых вентиля включены в прямом направлении по отношению к полярности источника постоянного напряжения.The essence of the invention is that in a device containing a constant voltage source, two filter chokes, a controlled valve and a load inductor shunted by a capacitor, while the first terminal of the first filter reactor is connected to the first pole of the DC voltage source, the second terminal of which is connected to the first terminal of the controlled valve, the second terminal of which is connected to the first terminals of the load-inductor and capacitor, the second terminals of which are interconnected, while The short-circuit inductor is made of three windings located along the length of the inductor, and two more similar circuits are introduced, each consisting of a controlled valve and a load-inductor winding connected by a capacitor in series with it, while all three circuits are connected in parallel and connected between the second output of the first filter inductor and the first output of the second filter inductor, while the second output of the second filter inductor is connected to the second pole of the DC voltage source, and all controlled valve included in the forward direction with respect to the polarity of the DC voltage source.

Заявленный технический результат - одновременное генерирование высокочастотного и низкочастотного многофазного электромагнитных полей и упрощение - достигается следующим образом. Наличие трех управляемых вентилей, обеспечивающих питание трех обмоток нагрузки-индуктора, позволяет, применяя предложенный алгоритм управления управляемыми вентилями, который описан ниже, получить в обмотках нагрузки-индуктора токи с высокочастотной и низкочастотной составляющими, при этом низкочастотная составляющая токов формирует в трех обмотках нагрузки-индуктора многофазную систему без дополнительных генераторов.The claimed technical result - the simultaneous generation of high-frequency and low-frequency multiphase electromagnetic fields and simplification - is achieved as follows. The presence of three controlled valves providing power to the three windings of the load-inductor allows, using the proposed algorithm for controlling the controlled valves, which is described below, to obtain currents with high-frequency and low-frequency components in the windings of the load-inductor, while the low-frequency component of the currents forms three load windings - inductor multiphase system without additional generators.

Таким образом, заявленное многофазное двухчастотное преобразовательное устройство обеспечивает достижение заявленного технического результата - одновременное генерирование высокочастотного и многофазного низкочастотного электромагнитных полей и упрощение.Thus, the claimed multiphase two-frequency converting device ensures the achievement of the claimed technical result - the simultaneous generation of high-frequency and multiphase low-frequency electromagnetic fields and simplification.

В ряде случаев для усиления многофазной низкочастотной составляющей тока обмоток нагрузки-индуктора, т.е. для усиления электромагнитного перемешивания жидкого металла, целесообразно подсоединять последовательный контур, состоящий из индуктивности и емкости, параллельно каждой из трех обмоток нагрузки-индуктора, при этом собственная частота этого дополнительного контура выбирается равной частоте, низкочастотной составляющей тока обмоток нагрузки-индуктора.In some cases, to amplify the multiphase low-frequency component of the current of the load-inductor windings, i.e. To enhance the electromagnetic stirring of liquid metal, it is advisable to connect a series circuit, consisting of inductance and capacitance, parallel to each of the three windings of the load-inductor, while the natural frequency of this additional circuit is chosen equal to the frequency, the low-frequency component of the current of the load-inductor windings.

Таким образом, в предложенных вариантах многофазных двухчастотных преобразовательных устройств достигается заявленный технический результат - одновременное генерированное высокочастотного и низкочастотного многофазного электромагнитных полей и упрощение.Thus, in the proposed variants of multiphase two-frequency converting devices, the claimed technical result is achieved - the simultaneous generation of high-frequency and low-frequency multiphase electromagnetic fields and simplification.

На фиг.1 и 2 приведены варианты предложенных преобразовательных устройств.Figure 1 and 2 show the options of the proposed conversion devices.

Преобразовательное устройство, приведенное на фиг.1, содержит источник постоянного напряжения, первый 1 и второй 2 фильтровые дроссели, первый 3, второй 6 и третий 9 управляемые вентили, первую 4, вторую 7 и третью 10 обмотки нагрузки-индуктора, а также первый 5, второй 8 и третий 11 конденсаторы, при этом к первому полюсу источника постоянного напряжения подсоединен первый вывод первого фильтрового дросселя 1, второй вывод которого соединен с первыми выводами первого 3, второго 6 и третьего 9 управляемых вентилей, при этом второй вывод первого 3 управляемого вентиля соединен с первыми выводами первой 4 обмотки нагрузки-индуктора и первого 5 конденсатора, второй вывод второго 6 управляемого вентиля соединен с первыми выводами второй 7 обмотки нагрузки-индуктора и второго 8 конденсатора, а второй вывод третьего 9 управляемого вентиля соединен с первыми выводами третьей 10 обмотки нагрузки-индуктора и третьего 11 конденсатора, при этом вторые выводы первой 4, второй 7 и третьей 10 обмоток нагрузки-индуктора, а также вторые выводы первого 5, второго 8 и третьего 11 конденсаторов соединены между собой и подсоединены к первому выводу второго 2 фильтрового дросселя, второй вывод которого подсоединен к второму полюсу источника постоянного напряжения, при этом первая 4 и вторая 7 обмотки нагрузки-индуктора имеют общий вывод и включены согласно последовательно между собой, а управляемые вентили 3, 6 и 9 включены в прямом направлении по отношению к полярности источника постоянного напряжения.The conversion device shown in figure 1, contains a constant voltage source, the first 1 and second 2 filter chokes, the first 3, second 6 and third 9 controlled valves, the first 4, second 7 and third 10 of the load-inductor winding, as well as the first 5 , second 8 and third 11 capacitors, while the first terminal of the first filter reactor 1 is connected to the first pole of the DC voltage source, the second terminal of which is connected to the first terminals of the first 3, second 6 and third 9 controlled valves, while the second terminal of the first 3 control the valve being connected is connected to the first terminals of the first 4 load-inductor windings and the first 5 capacitor, the second terminal of the second 6 controlled valve is connected to the first terminals of the second 7 load-inductor windings and the second 8 capacitor, and the second terminal of the third 9 controlled valve is connected to the first terminals of the third 10 windings of the load-inductor and the third 11 capacitor, while the second terminals of the first 4, second 7 and third 10 windings of the load-inductor, as well as the second terminals of the first 5, second 8 and third 11 capacitors are connected between battle and are connected to the first terminal of the second 2 filter chokes, the second terminal of which is connected to the second pole of the DC voltage source, while the first 4 and second 7 windings of the load-inductor have a common terminal and are connected in series with each other, and controlled valves 3, 6 and 9 are included in the forward direction with respect to the polarity of the DC voltage source.

Преобразовательное устройство работает следующим образом. В установившемся режиме через первый 1 и второй 2 фильтровые дроссели протекает постоянный ток. При отпирании первого управляемого вентиля 3 постоянный ток протекает по контуруThe conversion device operates as follows. In steady state, direct current flows through the first 1 and second 2 filter chokes. When unlocking the first controlled valve 3, direct current flows along the circuit

Figure 00000001
Figure 00000001

при этом конденсатор 5 заряжается до напряжения, показанного на фиг 1 знаками «+», «-». Затем отпирается третий управляемый вентиль 9 и постоянный ток протекает по контуруin this case, the capacitor 5 is charged to the voltage shown in FIG. 1 by the signs “+”, “-”. Then the third controlled valve 9 is unlocked and direct current flows along the circuit

Figure 00000002
Figure 00000002

при этом в контуре 3-9-11-5-3 к первому управляемому вентилю 3 прикладывается отрицательное напряжение, которое обеспечивает запирание первого управляемого вентиля 3, и ток через него прекращается, при этом третий конденсатор 11 заряжается до напряжения, показанного на фиг.1 знаками «+», «-», а первый конденсатор 5 перезаряжается в контуре 5 - 4 - 5 до напряжения, показанного на фиг.1 знаками «(-)», (+)». После этого вновь отпирается первый управляемый вентиль 3, а третий управляемый вентиль 9 запирается, затем снова отпирается третий управляемый вентиль 9, и так несколько раз. Затем снова отпирается первый управляемый вентиль 3, но после этого отпирается второй управляемый вентиль 6 и постоянный ток протекает по 7 контуруat the same time, a negative voltage is applied to the first controlled valve 3 in the circuit 3-9-11-5-3, which ensures that the first controlled valve 3 is blocked, and the current through it stops, while the third capacitor 11 is charged to the voltage shown in Fig. 1 signs "+", "-", and the first capacitor 5 is recharged in the circuit 5 - 4 - 5 to the voltage shown in figure 1 with the signs "(-)", (+) ". After that, the first controlled valve 3 is again unlocked, and the third controlled valve 9 is locked, then the third controlled valve 9 is again unlocked, and so on several times. Then the first controlled valve 3 is unlocked again, but after that the second controlled valve 6 is unlocked and a direct current flows along the 7th circuit

Figure 00000003
Figure 00000003

при этом в контуре 3-6-8-5-3 к первому управляемому вентилю 3 прикладывается отрицательное напряжение, которое обеспечивает запирание первого управляемого вентиля 3, и ток через него прекращается, при этом второй конденсатор 8 заряжается до напряжения, полярность которого показана на фиг.1 знаками «+», «-», а первый конденсатор 5 перезаряжается в контуре 5-4-5 до напряжения, полярность которого показана на фиг.1 знаками «(-)», «(+)». Затем снова отпирается первый управляемый вентиль 3 и так несколько раз. После этого первый управляемый вентиль 3 прекращает работу, а второй управляемый вентиль 6 начинает работать попеременно с третьим управляемым вентилем 9. После нескольких срабатываний второй управляемый вентиль 6 прекращает работу, а третий управляемый вентиль 9 попеременно работает с первым управляемым вентилем 3. При этом все процессы повторяются и аналогичны описанным. Число высокочастотных импульсов в пачке, длительность пачки и паузы определяются соотношением частот низкочастотной и высокочастотной составляющих тока нагрузки и одинаковы в каждой обмотке нагрузки индуктора. При этом частота fв высокочастотной составляющей тока каждой обмотки нагрузки-индуктора определяется временем протекания импульса постоянного тока через одну обмотку и обеспечивает эффективный нагрев металла, а частота fн низкочастотной составляющей тока в каждой обмотке нагрузки-индуктора определяется по формулеat the same time, a negative voltage is applied to the first controlled valve 3 in the circuit 3-6-8-5-3, which locks the first controlled valve 3, and the current through it stops, while the second capacitor 8 is charged to the voltage, the polarity of which is shown in FIG. .1 with the signs "+", "-", and the first capacitor 5 is recharged in the circuit 5-4-5 to the voltage, the polarity of which is shown in figure 1 with the signs "(-)", "(+)". Then the first controlled valve 3 is unlocked again and so on several times. After that, the first controlled valve 3 stops working, and the second controlled valve 6 starts to work alternately with the third controlled valve 9. After several operations, the second controlled valve 6 stops working, and the third controlled valve 9 alternately works with the first controlled valve 3. In this case, all processes are repeated and similar to those described. The number of high-frequency pulses in a pack, the duration of a pack and pauses are determined by the ratio of the frequencies of the low-frequency and high-frequency components of the load current and are the same in each load winding of the inductor. In this case, the frequency f in the high-frequency component of the current of each winding of the load-inductor is determined by the time the DC pulse flows through one winding and provides effective heating of the metal, and the frequency fn of the low-frequency component of the current in each winding of the load-inductor is determined by the formula

Figure 00000004
Figure 00000004

где n - число высокочастотных импульсов в каждом периоде низкой частоты, которая и обеспечивает электромагнитное перемешивание металла, при этом каждый низкочастотный период состоит из пачки высокочастотных импульсов tпни, определяющей низкочастотный импульс, и пачки высокочастотных импульсов tпнп определяющей низкочастотную паузу тока в каждой обмотке нагрузки-индуктора, при этом оптимальным является соотношениеwhere n is the number of high-frequency pulses in each low-frequency period, which provides electromagnetic stirring of the metal, each low-frequency period consists of a packet of high-frequency pulses t stumps that defines a low-frequency pulse, and a pack of high-frequency pulses t sts determining a low-frequency current pause in each load winding -inducer, while the ratio is optimal

Figure 00000005
Figure 00000005

т.к. в этом случае наиболее эффективно формируется многофазное низкочастотное электромагнитное поле, что обеспечивает превращение двух циркуляционных потоков жидкого металла в верхней и нижней частях индуктора в один циркуляционный поток по всей длине индуктора. Число n может составлять 3, 6, 9 и т.д. Так, для n=9 последовательность работы управляемых вентилей будет следующей: 3,9-3,9-3,9-3,6-3,6-3,6-6,9-6,9-6,9-3,9-3,9-3,9 и т.д., где 3,9 означает, что попеременно отпираются вентили 3 и 9; 3,6 означает, что попеременно отпираются вентили 3 и 6; 6,9 означает, что попеременно отпираются вентили 6 и 9.because in this case, a multiphase low-frequency electromagnetic field is most effectively formed, which ensures the conversion of two circulation flows of liquid metal in the upper and lower parts of the inductor into one circulation stream along the entire length of the inductor. The number n can be 3, 6, 9, etc. So, for n = 9, the sequence of operation of controlled valves will be as follows: 3.9-3.9-3.9-3.6-3.6-3.6-6.9-6.9-6.9-3 , 9-3.9-3.9, etc., where 3.9 means that valves 3 and 9 are alternately unlocked; 3.6 means that valves 3 and 6 are alternately unlocked; 6.9 means that valves 6 and 9 are alternately unlocked.

В заключение необходимо отметить, что для обеспечения работы рассмотренного преобразовательного устройства оно должно иметь пусковое устройство, которое бы обеспечивало установившийся постоянный ток через фильтровые дроссели 1 и 2 и которое для упрощения не показано на фиг.1.In conclusion, it should be noted that to ensure the operation of the considered converter device, it must have a starting device that would provide a steady direct current through the filter chokes 1 and 2 and which is not shown in FIG. 1 for simplicity.

Преобразовательное устройство, приведенное на фиг.2, кроме элементов, приведенных на фиг.1, содержит первый 12, второй 14 и третий 16 дроссели, а также четвертый 13, пятый 15 и шестой 17 конденсаторы, при этом к первым выводам первой 4, второй 7 и третьей 10 обмоток нагрузки-конденсатора подсоединены первые выводы соответственно первого 12, второго 14 и третьего 16 дросселей, вторые выводы которых соединены с первыми выводами соответственно четвертого 13, пятого 15 и шестого 17 конденсаторов, вторые выводы которых подсоединены к вторым выводам соответственно первой 4, второй 7 и третьей 10 обмоток нагрузки-индуктора. Собственная частота последовательных контуров, образованных вышеперечисленными дросселями и конденсаторами соответственно 12, 13, 14, 15 и 16, 17, выбирается равной частоте fн низкочастотного электромагнитного поля.The conversion device shown in figure 2, in addition to the elements shown in figure 1, contains the first 12, second 14 and third 16 inductors, as well as the fourth 13, fifth 15 and sixth 17 capacitors, with the first conclusions of the first 4, second 7 and the third 10 windings of the load-capacitor connected to the first terminals of the first 12, second 14 and third 16 inductors, respectively, the second terminals of which are connected to the first terminals of the fourth 13, fifth 15 and sixth 17, respectively, the second terminals of which are connected to the second terminals, respectively but the first 4, second 7 and third 10 windings of the load-inductor. The natural frequency of the serial circuits formed by the above-mentioned chokes and capacitors, respectively 12, 13, 14, 15 and 16, 17, is chosen equal to the frequency fn of the low-frequency electromagnetic field.

Преобразовательное устройство работает следующим образом.The conversion device operates as follows.

Алгоритм работы первого 3, второго 6 и четвертого 9 управляемых вентилей остается прежним, как это описано выше для устройства, приведенного на фиг.1. Этот алгоритм, как показано выше, обеспечивает формирование низкочастотного электромагнитного поля, которое вызывает последовательный резонанс в последовательных колебательных контурах 12, 13; 14, 15 и 16, 17, при этом формально резонансный ток протекает по контурам: первый контур

Figure 00000006
второй контур
Figure 00000007
третий контур
Figure 00000008
The operation algorithm of the first 3, second 6 and fourth 9 controlled valves remains the same, as described above for the device shown in figure 1. This algorithm, as shown above, provides the formation of a low-frequency electromagnetic field, which causes sequential resonance in sequential oscillatory circuits 12, 13; 14, 15 and 16, 17, while formally the resonant current flows along the circuits: the first circuit
Figure 00000006
second circuit
Figure 00000007
third circuit
Figure 00000008

Фактически же конденсаторы 5, 8 и 11 выбираются из условия формирования высокочастотных импульсов, т.е. они относительно малы. Поэтому сопротивленияIn fact, the capacitors 5, 8 and 11 are selected from the conditions for the formation of high-frequency pulses, i.e. they are relatively small. Therefore resistance

Figure 00000009
Figure 00000009

относительно велики и резонансный низкочастотный ток фактически протекает по контурам: первый контур 13-12-4-13; второй контур 15-14-7-15; третий контур 17-16-10-17, т.е. по обмоткам нагрузки-индуктора первой 4, второй 7 и третьей 10, а следовательно, этот низкочастотный резонансный ток усиливает низкочастотное многофазное электромагнитное поле и электромагнитную силу для электромагнитного перемешивания жидкого металла в нагрузке-индукторе, что усиливает одноконтурную циркуляцию этого жидкого металла и повышает его качество.relatively high and the resonant low-frequency current actually flows along the contours: the first circuit 13-12-4-13; the second circuit 15-14-7-15; third circuit 17-16-10-17, i.e. along the windings of the load-inductor of the first 4, second 7 and third 10, and therefore, this low-frequency resonant current amplifies the low-frequency multiphase electromagnetic field and the electromagnetic force for electromagnetic stirring of the liquid metal in the load-inductor, which enhances the single-circuit circulation of this liquid metal and improves its quality .

В заключение необходимо добавить, что преобразовательное устройство должно иметь пусковое устройство, а управляемые вентили могут быть зашунтированы защитными демпфирующими цепями, состоящими из резисторов, диодов, конденсаторов, варисторов.In conclusion, it must be added that the conversion device must have a starting device, and the controlled valves can be shunted by protective damping circuits consisting of resistors, diodes, capacitors, varistors.

Claims (2)

1. Многофазное преобразовательное двухчастотное устройство для индукционного нагрева, содержащее источник постоянного напряжения, первый и второй фильтровые дроссели, первый управляемый вентиль, первую обмотку нагрузки-индуктора и первый конденсатор, при этом с первым полюсом источника постоянного напряжения соединен первый вывод первого фильтрового дросселя, второй вывод которого соединен с первым выводом первого управляемого вентиля, второй вывод которого соединен с соединенными между собой первыми выводами первой обмотки нагрузки-индуктора и первого конденсатора, при этом вторые выводы первой обмотки нагрузки-индуктора и первого конденсатора соединены между собой, отличающееся тем, что дополнительно введены второй и третий управляемые вентили, второй и третий конденсаторы, а нагрузка-индуктор выполнена из трех обмоток, расположенных по длине индуктора, при этом к первому выводу первого управляемого вентиля подсоединены соединенные между собой первые выводы второго и третьего управляемых вентилей, при этом второй вывод второго управляемого вентиля соединен с соединенными между собой первыми выводами второй обмотки нагрузки-индуктора и второго конденсатора, второй вывод третьего управляемого вентиля соединен с соединенными между собой первыми выводами третьей обмотки нагрузки-индуктора и третьего конденсатора, при этом вторые выводы второй обмотки нагрузки-индуктора и второго конденсатора, а также третьей обмотки нагрузки-индуктора и третьего конденсатора соединены со вторыми выводами первой обмотки нагрузки-индуктора и первого конденсатора и подсоединены к первому выводу второго фильтрового дросселя, второй вывод которого соединен со вторым полюсом источника постоянного напряжения, при этом первая и вторая обмотки нагрузки-индуктора имеют общий вывод и включены согласно последовательно между собой, а управляемые вентили включены в прямом направлении по отношению к полярности источника постоянного напряжения.1. A multiphase converting two-frequency device for induction heating, containing a constant voltage source, first and second filter inductors, a first controlled valve, a first winding of the load inductor and a first capacitor, while the first terminal of the first filter inductor is connected to the first pole of the DC voltage source, the second the terminal of which is connected to the first terminal of the first controlled valve, the second terminal of which is connected to the first terminals of the first winding connected to each other ki-inductor and the first capacitor, while the second terminals of the first winding of the load-inductor and the first capacitor are interconnected, characterized in that the second and third controlled valves, the second and third capacitors are additionally introduced, and the load-inductor is made of three windings located along the length of the inductor, while the first outputs of the second and third controlled valves are connected to the first terminal of the first controlled valve, while the second terminal of the second controlled valve is connected interconnected by the first terminals of the second winding of the load-inductor and the second capacitor, the second terminal of the third controlled valve is connected to interconnected by the first terminals of the third winding of the load-inductor and the third capacitor, while the second conclusions of the second winding of the load-inductor and the second capacitor, and the third winding of the load inductor and the third capacitor are connected to the second terminals of the first winding of the load inductor and the first capacitor and are connected to the first terminal of the second fil trova throttle, a second terminal connected to the second pole of the DC voltage source, wherein the first and second load inductor windings have a common output and includes sequentially according to each other and operated valves incorporated in a forward direction with respect to the polarity of the DC voltage source. 2. Многофазное преобразовательное двухчастотное устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно введены первый, второй и третий дроссели, а также четвертый, пятый и шестой конденсаторы, при этом к первым выводам первой, второй и третьей обмоток нагрузки-индуктора подсоединены первые выводы соответственно первого, второго и третьего дросселей, вторые выводы которых соединены с первыми выводами соответственно четвертого, пятого и шестого конденсаторов, вторые выводы которых подсоединены ко вторым выводам соответственно первой, второй и третьей обмоток нагрузки-индуктора. 2. The multiphase converting two-frequency device according to claim 1, characterized in that the first, second and third chokes, as well as the fourth, fifth and sixth capacitors are additionally introduced, while the first conclusions are connected to the first terminals of the first, second and third windings of the load inductor respectively, of the first, second and third chokes, the second terminals of which are connected to the first terminals of the fourth, fifth and sixth capacitors, respectively, the second terminals of which are connected to the second terminals of the first, second, respectively second and third coil inductor load.
RU2008124693/09A 2008-06-16 2008-06-16 Multiphase conversion device for induction heating RU2392780C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008124693/09A RU2392780C2 (en) 2008-06-16 2008-06-16 Multiphase conversion device for induction heating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008124693/09A RU2392780C2 (en) 2008-06-16 2008-06-16 Multiphase conversion device for induction heating

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008124693A RU2008124693A (en) 2009-12-27
RU2392780C2 true RU2392780C2 (en) 2010-06-20

Family

ID=41642405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008124693/09A RU2392780C2 (en) 2008-06-16 2008-06-16 Multiphase conversion device for induction heating

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2392780C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008124693A (en) 2009-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2460246C1 (en) Conversion device for induction heating based on parallel bridge resonant inverter and method to control conversion device for induction heating based on parallel bridge resonant inverter
RU2392780C2 (en) Multiphase conversion device for induction heating
RU113104U1 (en) CONVERSION DEVICE FOR INDUCTION HEATING BASED ON THE PARALLEL BRIDGE BRIDGE RESONANCE INVERTER
RU122214U1 (en) ZERO Z-INVERTER
RU2394350C2 (en) Double-frequency resonant conversion device
Stalter et al. Flying-capacitor topology for grounding of single-phase transformer-less three-level photovoltaic inverters
RU2312450C2 (en) Device for inductive heating and method for controlling operation of device for inductive heating
RU2601437C1 (en) Charging device of capacitive energy storage
RU57060U1 (en) CONVERSION DEVICE FOR INDUCTION HEATING
RU2309557C1 (en) Device for inductive heating
RU2394351C2 (en) Double-frequency aperiodic conversion device
RU57061U1 (en) AUTONOMOUS INVERTER FOR INDUCTION HEATING
RU61964U1 (en) AUTONOMOUS AGREED RESONANCE INVERTER
RU57063U1 (en) FREQUENCY CONVERTER FOR INDUCTION HEATING
CN105960753A (en) Apparatus and method for reducing harmonics
RU2400018C1 (en) Three-phase double-frequency current inverter with zero output for induction heating
RU2403688C1 (en) Double-frequency two-step single- to three-phase converter for induction heating and fusion of metals
RU2394400C2 (en) Converting device for induction heating and versions thereof
RU2521613C1 (en) Device for connecting controlled voltage inverter to direct current voltage source
RU2439772C2 (en) Three-phase double-frequency voltage inverter with zero lead for inductive heating (versions)
SU1150712A1 (en) A.c.voltage-to-d.c. voltage converter
RU2305890C2 (en) Method for controlling operation of m-phase ac-to-ac regulating converter
EP2325996B1 (en) Feeding system for an inductive load from an energy source with variable power
RU137693U1 (en) REVERSIBLE PULSE FREQUENCY CONVERTER
RU2453976C2 (en) Stand-alone harmonica inverter with quazi-resonance switching

Legal Events

Date Code Title Description
FA94 Acknowledgement of application withdrawn (non-payment of fees)

Effective date: 20091221

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20100120

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20130212

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160617