SU847467A1 - Inverter - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может найти применение .при создании источников повышенной частоты с широкими функциональными возможност ми.The invention relates to a converter technique and can be applied when creating high frequency sources with wide functionality.

Известны тиристорные инверторы, состо щие из нескольких  чеек, подключенных к источнику питани  через входной дроссель Cl3,2l и з.Thyristor inverters are known, consisting of several cells connected to a power source through an input choke Cl3.2l and h.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  инвертор,содержащий тиристорные  чейки с обратными диодами, кажда  из которых подключена к источнику питани  через входной дроссель, а к выходному зажиму - через последовательный колебательный контур. Управл ющие электроды тиристоров инвертора соединены с задакицим генератором f 3 .The closest to the proposed technical entity is an inverter containing thyristor cells with reverse diodes, each of which is connected to a power source through an input choke, and to an output terminal through a series oscillating circuit. The control electrodes of the inverter thyristors are connected to the reference generator f 3.

Недостатками известного инвертора  вл ютс  узкие функциональные возможности . Это св зано с трудност ми.The disadvantages of the known inverter are narrow functionality. This is difficult.

возникающими при регулировании мощности инвертора.arising from the regulation of power inverter.

При работе на нагрузку, представл ющую собой параллельный колебательный контур, регулирование мощности осуществл ют изменением частоты выходного тока инйертора. При этом диапазон регулировани  мощности зависит от добротности нагрузочного контура и допустимого диапазона изменени  частоты . JUJH многих нагрузок требуетс  производить регулирование мощности при посто нной частоте выходного тока инвертора. В этих случа х известный инвертор не может быть использован .When operating on a load, which is a parallel oscillating circuit, power control is carried out by varying the frequency of the output current of the inverter. In this case, the range of power control depends on the quality factor of the load circuit and the permissible range of frequency variation. JUJH many loads require power control at a constant frequency of the inverter output current. In these cases, the well-known inverter cannot be used.

Цель изобретени  - расщирение функциональных возможностей инвертора .The purpose of the invention is to extend the functionality of the inverter.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что инвертор, содержащий тиристорные . чейки с обратными диодами, анодна  группа каждой из которых через соответствующий входной дроссель св зана с положительным входным выводом и через LC-контур соединена с первым выходным вьгаодом, а катодные группы соединены со вторым выходным выводом и отрицательным входным выводом, причем управл ющие электроды тиристоров  чеек соединены с задающим генератором , снабжен дополнительными тиристорами и диодами, каждый из которых включен последовательно со входным дросселем и соединен встречно-параллельно с одним из дополнительных тиристоров , управл ющие электроды которых через элементы.задержки подключены к задающему генератору, На фиг.I показана принципиальна  схема инвертора; на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие принцип действи  инвертора. Инвертор (фиг.1) выполнен на двух тиристорных  чейках. Ячейки содержат тиристоры 1 и 2, параллельно которым включены обратные диоды 3 и 4, и подключены к источнику питани  через входные дроссели 5 и 6 и к выходному выводу через последовательные колебательные LC-контуры, образованные конденсаторами 7 и 8 и дроссел ми 9 и 10. Нагрузка 11 пред ставлена в виде параллельного колебательного контура, образованного компенсирующим конденсатором 12, индуктивностью нагрузки 13, ее активным сопротивлением 14. Управл ющие элект ды тиристоров 1 и 2 подключены к задакщему генератору 15. В цепи вход ных дросселей 5 и 6 включены Диоды 16 и 17, встречно-параллельно которы включены тиристоры 18 и 19, Управл ю щие электроды тиристоров 18 и 19 через элементы 20 и 21 задержки подключены к задающему генератору 15. На фиг.2 диаграммы, показанные сплошной линией, относ тс  к первой  чейке, штриховой - ко второй  чейке На фиг.20 приведена временна  диагра ма распределени  импульсов управлени на тиристор 1 (сплошна  лини ) и тиристор 2 (штрихова  лини ). На фиг.2 показаны управл ющие импульсы на тиристоры 18 и 19; на фиг.2й - токи вентилей 1,3 и 2,4; на фиг.2г - токи входных дросселей 5 и 6; на фиг.2 напр жени  на конденсаторах 7 и 8; на фиг.2е - ток нагрузки П. Ячейки инвертора работают поочере но, со сдвигом друг относительно дру га на период тока нагрузки (й)иг.2 . 8 74 , Пусть в момент на тиристор 1 поступает очередной управл ющий импульс (фиг.2с|). Тиристор 1 открываетс , и по цепи 1-11-9-7-1 течет ток разр да конднесатора 7. Параметры указанной цепи выбраны так, что этот ток носит колебательный характер (фиг.2Ь,е), В момент ток тиристора 1 равен нулю, и он выключаетс . В течение времени, ток проводит диод 3, при этом к тиристору 1 прикладываетс  запирающее напр жение, равное пр мому падению напр жени  на открытом диоде, и тиристор 1 восстанавливает управл ющие свойства. В момент времени , подают управл ющий импульс на тиристор 2 второй  чейки. При этом процессы, протекающие в инверторе, аналогичны указанным . Входные дроссели 5 и 6 выбраны так, что инвертор работает в режиме прерывистого входного тока. За врем  провод щего состо ни  тиристора 1 и диода 3, т.е. в течение О , ток дроссел  нарастает по цепи 5-19 (или 17-3(или 1) - источник питани дроссель 5 , (см.фиг.2г.). В момент . выключаетс  диод 3, и ток дроссел  протекает по цепи 5-17-7-9-11источник питани  - дроссель 5. В момент ток через дроссель 5 равен нулю. Конденсатор 7 к моменту времени t( зар жаетс  до напр жени  больчем напр жение источника питашего ни . В течение времени tp;- t вентиЛИ 1,3,19 и 17 закрыты, поэтому напр жение на конденсаторе 7 посто нно. В момент с элемента 20 задержки на управл ющий электрод тиристора 19 поступает импульс управлени  /фиг.25j После включени  тиристора 19 конденсатор 7 по цепи 7-19-5 - источник питани  - I1-9-7 разр жаетс  на источник питани  и возвращает ему запасенную энергию. При этом ток дроссел  5 отрицателен и нарастает по абсолютной величине (фиг.. В момент на тиристор 1 с задающего генератора 15 поступает очередной зшравл ющий импульс и указанные процессы повтор ютс . Мощность, отдаваема  в нагрузку тиристорной  чейкой за врем  О-йьравна где Uj - напр жение источника питани ;The goal is achieved by the fact that the inverter contains a thyristor. cells with reverse diodes, the anodic group of each of which is connected via a corresponding input choke to a positive input terminal and connected through the LC output circuit to a first output circuit, and the cathode groups are connected to a second output terminal and negative input terminal, and the control electrodes of the cells are connected to the master oscillator, equipped with additional thyristors and diodes, each of which is connected in series with the input choke and connected in counter-parallel with one of the additional thyri tori The control electrodes of which are connected through elementy.zaderzhki to the master oscillator, in fig.I shows a schematic diagram of the inverter; 2 shows timing diagrams explaining the principle of operation of the inverter. The inverter (figure 1) is made on two thyristor cells. The cells contain thyristors 1 and 2, parallel to which reverse diodes 3 and 4 are connected, and connected to a power source via input chokes 5 and 6 and to the output terminal through successive oscillating LC circuits formed by capacitors 7 and 8 and chokes 9 and 10. The load 11 is presented in the form of a parallel oscillatory circuit formed by a compensating capacitor 12, a load inductance 13, its active resistance 14. The control electrolytes of thyristors 1 and 2 are connected to a backward generator 15. In the circuit of the chokes 5 and 6 Diodes 16 and 17 are connected, the thyristors 18 and 19 are connected in parallel to each other, the control electrodes of the thyristors 18 and 19 are connected to the master oscillator 15 through delay elements 21 and 21. In Fig. 2, the diagrams shown in solid line refer to the first cell, dashed - to the second cell. Fig. 20 shows the timing diagram of the distribution of control pulses on thyristor 1 (solid line) and thyristor 2 (dashed line). Fig. 2 shows driving pulses on thyristors 18 and 19; on fig.2y - valve currents 1,3 and 2,4; on figg - currents input chokes 5 and 6; in Fig. 2, the voltages on the capacitors 7 and 8; on fig.2e - the load current P. The cells of the inverter operate in turn, shifting each other relative to each other for a period of the load current (s) ig.2. 8 74. Let at the moment the next control pulse arrives at the thyristor 1 (Fig. 2c |). The thyristor 1 opens, and the discharge current of the condenser 7 flows through the circuit 1-11-9-7-1. The parameters of this circuit are chosen so that this current is oscillatory in nature (FIG. 2b, e). At the time, the current of the thyristor 1 is zero. and it turns off. Over a period of time, the current conducts diode 3, with a thyristor 1 applied with a blocking voltage equal to the direct voltage drop across the open diode, and the thyristor 1 restores its control properties. At the moment of time, a control pulse is supplied to the thyristor 2 of the second cell. In this case, the processes occurring in the inverter are similar to those indicated. Input chokes 5 and 6 are selected so that the inverter operates in the intermittent input current mode. During the time of the conducting state of the thyristor 1 and diode 3, i.e. during O, the throttle current builds up along circuit 5-19 (or 17-3 (or 1) - power supply choke 5, (see Fig.2g). At the moment. diode 3 turns off, and the throttle flow flows through circuit 5 -17-7-9-11 power supply - choke 5. At the moment, the current through the choke 5 is zero. The capacitor 7 is charged by the time t (the voltage of the power source is not charged before the voltage. During the time tp; –t valve 1 , 3.19 and 17 are closed, so the voltage on the capacitor 7 is constant. At the moment from the delay element 20, a control pulse arrives at the control electrode of the thyristor 19 (Fig. 25). When the thyristor 19 is turned on, capacitor 7 along circuit 7-19-5 - power source - I1-9-7 is discharged to the power source and returns the stored energy to it. At the same time, the current of throttle 5 is negative and increases in absolute value (Fig. At the moment the thyristor 1 from the master oscillator 15 receives the next oscillating pulse and the indicated processes are repeated. The power delivered to the load by the thyristor cell in time O-y is equal to where Uj is the power supply voltage;

Зн среднее значе ше тока дрос сел  5 за врем  О-,. Q зависит от -fcg- момента включени  тиристора 19 по отношению к моменту включени  тиристора 1. В случае , когда момент совпадает с t, (случай, когда врем  .задержки между импульсами на тиристоры 1 и 19 равно периоду) , ток /t(.j дроссел  5 всегда положителен, поэтому Лс1со зл симален и инвертор выдает в нагрузку максимально возможную мощность.Zn average current value of droplets sat 5 for the time O- ,. Q depends on -fcg- the moment of switching on the thyristor 19 relative to the moment of turning on the thyristor 1. In the case when the moment coincides with t, (the case when the delay time between pulses on thyristors 1 and 19 is equal to the period), the current / t (. j chokes 5 is always positive, therefore Ls1so is malicious and the inverter delivers the maximum possible power to the load.

При задержке импульсов на тиристоры 1 и 19 меньшей, чем период, ток ij дроссел  5 в течение времени (фиг.22)отрицателен, что приводит к снижению тока 3dcp мощности инвертора . В случае, когда момент tg совпадает с моментом Ьл,ток отрицателен в течение времени .-t, , ток Лс1ср равен минимально возможному, и мощность инвертора близка к нулю.When the delay of the pulses on the thyristors 1 and 19 is less than the period, the current ij throttles 5 during the time (Fig.22) is negative, which leads to a decrease in the current 3dcp of the inverter power. In the case when the moment tg coincides with the moment L, the current is negative for a time. -T, the current Lccc is equal to the minimum possible, and the power of the inverter is close to zero.

Регулиру  с помощью элементов 20 и 21 задержки задержку импульсов управлени  на тиристоры 19 и 18 по отношению к импульсам управлени  тиристоров 1 и 2 регулируют мощность инвертора. Частота выходного тока инвертора не зависит от задержки импульсов управлени  на тиристоры 19 и 18, поэтог1у возможно регулировать мощность инвертора при посто нной частоте выходного тока. Это расширнет функциональные возможности инвертора , так как позвол ет регулировать мощность и частоту инвертора независимо друг от друга.By adjusting the delay of control pulses to thyristors 19 and 18 with respect to the control pulses of thyristors 1 and 2, using delay elements 21 and 21, the inverter power is controlled. The frequency of the inverter output current does not depend on the delay of the control pulses on the thyristors 19 and 18; therefore, it is possible to control the power of the inverter at a constant frequency of the output current. This will expand the functionality of the inverter, as it allows the power and frequency of the inverter to be controlled independently of each other.

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР К 155222, Н 02 М 7/515, 1956.1. Author's certificate of the USSR K 155222, H 02 M 7/515, 1956. 2.Беркович Е.И. и др. Тиристорные преобразователи высокой частоты. Л., Энерги , 1973, с.95-101.2.Berkovich E.I. and others. Thyristor converters of high frequency. L., Energie, 1973, pp.95-101. 3.Кощеев Л.Г. Преобразователи повьшенной частоты дл  индукционного нагрева. М., Электротехника, 1970, № 12, с.23-25.3. Koshcheev L.G. Frequency converters for induction heating. M., Electrical Engineering, 1970, № 12, p.23-25.