SU543110A1 - Stand alone inverter - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области силовой преобразовательной техники и может быть использовано в устройствах повышенной частоты дл  индукционното нагрева металлов.The invention relates to the field of power conversion technology and can be used in high frequency devices for inductive heating of metals.

Известны автономные инверторы, содержащие однофазные мосты на тиристорах, шунтированных обратными диодами, с коммутирующими индуктивно-емкостными контурами в диагонали. В этих устройствах выходна  мощность регулируетс  при помощи управл емого тиристорного выпр мител , который  вл етс  источником питани . При глубоком регулировании напр жени  это приводит к большим пульсаци м напр жени  на входе инвертора и ухудшению коэффициента мощности.Known autonomous inverters containing single-phase bridges on thyristors shunted by reverse diodes, with switching inductive-capacitive circuits in the diagonal. In these devices, the output power is controlled by a controlled thyristor rectifier, which is a power source. With deep voltage regulation, this leads to large voltage ripples at the input of the inverter and deterioration of the power factor.

Известен также автономный инвертор, содержащий подключенный к положительному зажиму одного источника питани  однофазный мост на тиристорах, шунтированных обратными диодами, с коммутирующим индуктивно-емкостным контуром в диагонали и разомкнутыми катодами тиристоров, неполный мост, состо щий из двух щунтированных диодами тиристоров и двух диодов, причем катоды двух тиристоров подключены к отрицательному зажиму другого источника питани , а катоды двух диодов - к его положительному зажиму, а также цепь нагрузки.Also known is an autonomous inverter containing a single-phase bridge on thyristors shunted by reverse diodes connected to the positive terminal with a switching inductive-capacitive circuit in the diagonal and open thyristor cathodes, an incomplete bridge consisting of two shunting diodes of the thyristors and two diodes and an incomplete thyristor cathode. The cathodes of the two thyristors are connected to the negative terminal of the other power source, and the cathodes of the two diodes to its positive terminal, as well as the load circuit.

Регулирование мощности в этом инверторе осуществл етс  путем изменени  величиныPower control in this inverter is done by changing the magnitude

задержки включени  тиристоров плеча катодной группы одного из мостов инвертора по отношению к моменту включени  тиристоров плеча анодной группы. Это приводит к изменению напр жени , прикладываемого к нагрузке , а следовательно, выдел емой в ней мощности. Недостаток известного устройства состоит в том, что большое число вентилей вызывает дополнительные потери в ппх, а частота тока иагрузки не иревышает частоты управлени  вентил ми мостов.the delay in switching on the thyristors of the shoulder of the cathode group of one of the inverter bridges in relation to the moment of switching on the thyristors of the shoulder of the anode group. This leads to a change in the voltage applied to the load and, therefore, to the power released in it. A disadvantage of the known device is that a large number of valves causes additional losses in Pph, and the current frequency and load do not exceed the frequency of control of the bridge valves.

Целью изобретени   вл етс  повышенпе к. п. д. и выходной частоты.The aim of the invention is to improve the efficiency and output frequency.

Это достигаетс  тем, что указанна  цепь нагрузки включена между другими разноименными зажимами источников питани , а разомкнутые катоды тиристоров однофазного моста соединены с соответствующими анодами тиристоров неполного моста.This is achieved by the fact that the specified load circuit is connected between the other opposite terminals of the power supply, and the open cathodes of the single-phase thyristors of the bridge are connected to the corresponding anodes of the partial bridge thyristors.

На фиг. 1 ноказана иринципиальпа  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - блоксхема узла управлени  тиристорами инвертора; на фиг. 3 - диаграмма токов и напр л ений .FIG. 1 is shown in accordance with the diagram of the proposed device; in fig. 2 - block circuit of the inverter thyristor control unit; in fig. 3 is a diagram of currents and voltages.

Устройство содержит тиристоры 1-6, обратные диоды 7-14, последовательный коммутирующий контур, состо щий пз дроссел  15 и конденсатора 16, два источника питани  17, 18 и нагрузку 19. Тиристоры 1-4, каждый из которых шунтирован обратным диодом, соединены в однофазный мост с разомкнутыми катодами тиристоров 2, 4. Диоды И-14 соединены в однофазный мост, причем диоды 11, 12 шунтированы соответственно тиристорами 5, 6, аноды которых соединены с катодами тиристоров4 , 2. Коммутирующий контур из дроссел  15 и конденсатора 16 присоединен между зажимами переменного тока моста тиристоров 1-4. Нагрузка 19 подключена между разноименными зажимами источников питани  17, 18, другие которых присоединены к общим электродам тиристоров 1, 3 и 5, 6. Общие катоды диодов 13, 14 присоединены к положительному зажиму источника питани  18.The device contains thyristors 1-6, reverse diodes 7-14, a sequential switching circuit consisting of 3 Drossel 15 and a capacitor 16, two power sources 17, 18 and a load 19. The thyristors 1-4, each of which is bridged by a reverse diode, are connected to single-phase bridge with open cathodes of thyristors 2, 4. Diodes I-14 are connected to a single-phase bridge, with diodes 11, 12 being shunted respectively by thyristors 5, 6, the anodes of which are connected to the cathodes of thyristors 4, 2. The switching circuit of the drossel 15 and the capacitor 16 is connected between AC clips eye thyristor bridge 1-4. A load 19 is connected between opposite terminals of power supplies 17, 18, others of which are connected to common electrodes of thyristors 1, 3 and 5, 6. Common cathodes of diodes 13, 14 are connected to a positive terminal of power supply 18.

Узел уиравлени  тиристорами содержит задающий генератор 20, фазосдвигающий блок 21, формирователи импульсов 22 и 23.The thyristor etching unit contains a master oscillator 20, a phase shifting unit 21, and a pulse shaper 22 and 23.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

В момент времени /i с выхода формировател  импульсов 23 подаютс  управл ющие импульсы на тиристоры 1, 2. После открыти  тиристоров 1, 2 к коммутирующему контуру 15, 16 и через диод 14 к нагрузке 19 прикладываетс  папр жение источника 17, при этом ток протекает по цепи: 17-1 -15-16-2-14- - 19-17.At the time moment i from the output of pulse generator 23, control pulses are supplied to thyristors 1, 2. After opening thyristors 1, 2 to switching circuit 15, 16 and through diode 14, source 17 is applied to load 19, while current flows through chains: 17-1 -15-16-2-14- - 19-17.

В момент времени tz, т. е. с задержкой по времени t с выхода формировател  23 подаетс  управл ющий импульс на тиристор 6. После открыти  тиристора 6 под воздействием источника 18 диод 14 запираетс , а к нагрузке 19 и коммутирующему контуру ирикладываетс  напр жение, равное сумме напр жений источников питани  17 и 18.At time tz, i.e., with a time delay t from the output of shaper 23, a control pulse is applied to thyristor 6. After opening thyristor 6 under the influence of source 18, diode 14 is closed, and voltage equal to 60 is applied to load 19 and to the switching circuit the sum of the supply voltage 17 and 18.

В момент времени /з ввиду колебательного характера ток тиристоров 1, 2, 6 становитс  равным нулю, тиристоры запираютс . После изменени  направлени  ток инвертора протекает через обратные диоды 7, 8, 12 по цепи; 16--15-7-17-19-18-12-8-16.At time / 3, due to the oscillatory nature of the current of thyristors 1, 2, 6 becomes equal to zero, the thyristors are locked. After changing the direction, the inverter current flows through reverse diodes 7, 8, 12 along the circuit; 16--15-7-17-19-18-12-8-16.

В момент времени t ввпду колебательпого характера ток обратных диодов 7, 8, 12 становитс  равным нулю, диоды запираютс .At the time t of the oscillating nature, the current of the reverse diodes 7, 8, 12 becomes zero, the diodes are closed.

В течение времени t - 4 к тиристорам 1, 2, 6 прикладываетс  обратное напр жение, равное падению напр жени  на обратных диодах 7, 8, 12, и тиристоры восстанавливают запирающую способность.During the time t = 4, a reverse voltage is applied to the thyristors 1, 2, 6, equal to the voltage drop on the reverse diodes 7, 8, 12, and the thyristors restore the locking ability.

В момент времени /5 начинаетс  второй полупериод работы, подаютс  управл ющие импульсы с формировател  на тиристоры 3, 4. Во втором иолупериоде процессы протекают аналогично описанному в нервом полупериоде .At the time point 5, the second half-period of operation begins, control pulses are sent from the driver to the thyristors 3, 4. In the second period, the processes proceed as in the nerve half-period described in the nerve.

Пзмсн   с помощью фазосдвигающего блока 21 момент включени  тиристора 6 (5) относительно момента включени  тиристоров 1, 2 (3, 4), можно измен ть врем  работы источника питани  и тем самым плавно регулировать ток и напр жение в нагрузке 19.By using the phase-shifting unit 21 when the thyristor 6 is turned on (5) with respect to the switching-on time of the thyristors 1, 2 (3, 4), the operating time of the power supply can be changed and thereby smoothly regulate the current and voltage in the load 19.

Включение нагрузки 19 между источн 1ками питани  17 и 18 позвол ет удвоить частоту тока в ней по сравнению с частотой управлени  тиристорами 1-4 инвертора.Switching the load 19 between the power supply 17 and 18 allows you to double the frequency of the current in it compared to the frequency control thyristors 1-4 of the inverter.

Возможно включение нагрузки 19 в цепь коммутирующего контура 15, 16, при этом частота тока в нагрузке 14 будет равна частоте управлени  тиристорами 1-4 моста.It is possible to include a load 19 in the circuit of the switching circuit 15, 16, while the frequency of the current in the load 14 will be equal to the frequency of control of the thyristors 1-4 of the bridge.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Автономный инвертор, содержащий подключенный к положительному зажиму одного источника питани  однофазный мост на тиристорах , шунтированных обратными диодами, с коммутирующим индуктивно-емкостным контуром в диагонали, и разомкнутыми катодами тиристоров, неполный мост, состо щий из двух шунтированных диодами тиристоров и двух диодов, причем катоды двух тиристоров подключены к отрицательному зажиму другого источника питани , а катоды двух диодов - к его положительно.му зажиму, а также цепь нагрузки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  к.п.д. и выходной частоты, упом нута  цепь включена между другими разноименными зажимами источников питани , а разомкнутые катоды тиристоров однофазного моста соедииены с соответствующими анодами тиристоров неполного моста.A stand-alone inverter containing a single-phase bridge connected to the positive terminal of a power source on thyristors, shunted by reverse diodes, with a switching inductive-capacitive circuit in the diagonal, and open thyristor cathodes, an incomplete bridge consisting of two diodes shunt by diodes and two diodes, and an incomplete bridge consisting of two diodes shunt by diodes and two diodes, and an incomplete bridge consisting of two diodes shunt by diodes and two diodes, and an incomplete bridge consisting of two diodes shunt by diodes and two diodes, and an open circuit two thyristors are connected to the negative terminal of another power source, and the cathodes of the two diodes to its positive terminal, as well as a load circuit, characterized in that, in order to increase or efficiency and an output frequency, said circuit being connected between other opposite terminals of the power sources, and the open cathodes of the single-phase thyristors of the bridge connected to the corresponding anodes of the partial bridge thyristors. 6 jii K6 jii K t t tfyistfyis -7-7 кз,kz,