SU767921A1

SU767921A1 - High-frequency inverter

Info

Publication number: SU767921A1
Application number: SU782710027A
Authority: SU
Inventors: Виктор Васильевич Смородинов; Людмила Анатольевна Костина; Константин Константинович Фролов
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. М.И.Калинина
Priority date: 1978-12-13
Filing date: 1978-12-13
Publication date: 1980-09-30

Description

(54) ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ИНВЕРТОР(54) HIGH FREQUENCY INVERTER

1one

Изобретение относитс к преобразовательной технике, а более конкретно к статическим преобразовател м ультразвуковой частоты дл электротехнологических установок.The invention relates to a converter technique, and more specifically to static ultrasound frequency converters for electrical installations.

Разработка тиристорных преобразователей повышенной частоты осуществл етс с решением р да задач, одна из которых св зана с обеспечением тиристорам времени, необходимого дл восстановлени их управл ющей способности с учетом ограничени скорости нарастани анодного тока и напр жени и значительным временем протекани обратного тока. Применение много чейковых схем, в свою очередь, вызывает вполне определенные требовани к схеме управлени преобразователем и к диапазону изменени параметров нагрузки 1 . .The development of high frequency thyristor converters is accomplished with the solution of a number of tasks, one of which is related to providing the thyristors with the time required to restore their control capacity with regard to limiting the anodic current rise rate and voltage and a significant reverse current flow time. The use of many cell circuits, in turn, gives rise to well-defined requirements for the converter control circuit and the range of variation of the load parameters 1. .

Определенную устойчивость по отношению к изменению параметров нагрузки имеют схемы умножени частоты с обратными диодами, но они не пригодны дл по.пучени высоких частот из-за недостаточного времени, отводимого дл восстановлени управл ющих свойств тиристора и,больших скоростей нарастани пр мого напр жени .Multiply frequency circuits with reverse diodes have a certain resistance to changing load parameters, but they are not suitable for gaining high frequencies due to the insufficient time allowed to restore the thyristor control properties and high voltage rise rates.

Известен также инвертор, который содержит входной фильтр с разделенными конденсаторами, к средней точке которой подсоединена нагрузка.Also known is an inverter, which contains an input filter with separated capacitors, to the midpoint of which the load is connected.

5 Коммутирующие конденсаторы подк.пючены с помощью зар дных тиристоров и последовательно соединенных с ними индуктйвностей к положительному и отрицательному зажимам-фильтра,5 Switching capacitors are connected using charge thyristors and inductances connected in series with them to positive and negative filter clamps,

10 ас помощью разр дных тиристоров и последовательно соединенных с ними индуктйвностей к нагрузке инвертора 2 .10 as the help of bit thyristors and inductances connected in series with them to the load of the inverter 2.

5 Известный преобразователь позвол ет получать высокую частоту, обеспечивает необходимое врем дл восстановлени управл ющей способнос.ти тиристоров, скорость нарастани 5 The known converter allows to obtain a high frequency, provides the necessary time for the recovery of the control ability of these thyristors, the rate of increase

20 тока и напр жени на тиристорах,, отсутствие нежелательных высокочастотных коммутационных процессов, работы при-малых нагрузках, в том числе и при коротком замыкании, но20 current and voltage on thyristors, absence of undesirable high-frequency switching processes, operation at low loads, including during short circuit, but

25 не может работать при больших нагрузках в режиме холостого хода преобразовател , так как существенно уменьшаетс врем , отводимое дл восстановлени управл ющей способности тиристоров. Наиболее близким вл етс инвертбр , содержащий трехфазный мост ч перезар дных тиристоров, выводы пос то нного тока которого соединены с первым выходным выводом, св занный со входными выводами через дроссели фильтра трехфазный мост зар дных . тиристоров и цепочку из двух последовательно соединенных фильтровых конденсаторов, обща точка которых соединена со вторым выходным выводом и через коммутирующие конденсаторы - с выводами переменноготока мостов зар дных и перезар дных тиристоров , причем последовательнос каждым тиристором мостов включ:ен соответствующий кON /iyтирующий дросЬёль , а каждый коммутирующий конден сатор зашунтирован двум встречно-п раллельно подключенными цепочками, сЬсто щтами кажда из тиристора и дроссел , . Недостатком инвертора вл етс его сложность. Цель изобретени - упрощение и улучшение энергетических характеристик . Поставленна цель достигаетс тем, что инвертор, содержащий трехфазный мост перезар дных тиристоров выводы посто нного тока которого св заны с выходными выводами, подключенньй ко входныг/i выводам, трехфазный мост зар дньзх тиристоров и цепочку из двух последовательно сое диненных фильтровых конденсаторов, .обща точка которых св зана с выход ными выводами и через коммутирующие конденсаторы - с выходами переменно го тока мостов зар дных и перезар д ных тиристоров, причем последовател но с каждым тиристором мостов включ соответствующий коммутирующий дроссель , снабжен подключенными ко вход ным, выводам двум последовательно соединенными обратными диодами и выходным трансформатором, первична обмотка которого выполнена с отводом и включена между общей точкой фильтровых конденсаторов и общей то кой обратных диодов, а выводы посто нного тока моста перезар дных тиристоров соединены с указанным от водом. Схема устройства представлена на чёртё е. Высокочастотный автономный инвер тор содержит входной фильтр с разделенными конденсаторами 1 и 2, ком мутйруюгчие конденсаторы 3, 4 и 5 по кл зчё1нные с помощью .3арендных тиристоров 6-11 и последЬйатёльно соединенных с ними дросселей 12-17 к пол жительному и отрицательному входным ваводам, а с пЬйсщ1 1(Г разрйдйШс ФИ . ристоров 18-23 и послёдЬваЕтёльйб со диненных с ними дросселей 24-29 к первичной обмотке 30 )выходногс погр зочного трансформатора. Ограничител ные диоды 31-и 32, последовательно включенные между собой, общей точкой подключены к отводу первичной обмотки выходного нагрузочного трансформатора . Аноды и катоды ограничительных диодов подсоединены к соответствующим входным выводам. Нагрузка инвертора 33 подключена к вторичной обмотке выходного нагрузочного трансформатора. Работа инвертора происходит следующим образом. В квазиустановившемс режиме работы при подаче управл ющего импульса происходит зар д коммутирующего конденсатора 4 от фильтра с разделительным конденсатором 2 через зар дный тиристор 9 и последовательно соединенный с чим зар дный дроссель 15 до напр жени не превышающего двойного напр жени фильтра. Одновременно коммутирующий конденсатор 5 разр жаетс через разр дный тиристор 19, последовательно соединенный с ним разр дный дроссель 25, и первичную обмотку выходного нагрузочного трансформатора 30 на нагрузку 33, подключенную ко вторичной обмотке выходного нагрузочного трансформатора. В момент времени, когда напр жение на выходе преобразовател дл интервала проводимости тиристора 19 достигает значени 06 ЕПИТ включаетс контур сброса реактивной энергии: конденсатор 2 фильтра, часть обмотки .32, ограничительный диод 31 и реактивна энерги , запасенна в дросселе 25 и конденсаторе 5, возвращаетс источнику питани . Работа схемы при зар де и разр де коммутирунвдих конденсаторов 3 и 5 происходит аналогичным образом. С включением зар дного тиристора 8 протекает ток через разр дный тиристор 23, с включением,зар дного тиристора 9 протекает ток через разр дный тиристор 19, и соответственно , с включением зар дного тиристора 6 ток протекает через разр дный тиристор 20, с включением зар дного тиристора 10 ток протекает через разр дный тиристор 22, с включением зар дного тиристора 7 ток протекает через разр дный тиристор 18, с включением зар дного тиристора 11 ток протекает через разр дный тиристор. 21. . . . ; Величина дополнительного напр жени на обмотке, к которой подключены ограничительные диоды/ выбираетс в соответствии с определенным уровнем ограничени й пр жени на выходе преобразовател , исход из теоретического рассмотрени характеристик инвертора в широком диапазоне изменени параметров нагрузки, включение ограничительных диодов непосредственно на выход преобразовател 8 данной схеме не приводит к положит.ельным25 cannot operate at high loads in the idle mode of the converter, since the time allowed for the restoration of the thyristor control ability is significantly reduced. The closest is the inverter, which contains a three-phase bridge of recharge thyristors, the current terminals of which are connected to the first output terminal, connected to the input terminals via a three-phase charge bridge filter chokes. thyristors and a chain of two serially connected filter capacitors, the common point of which is connected to the second output terminal and through switching capacitors to the alternating current of charge and recharge thyristor bridges, and each one of the bridge thyristors includes the corresponding KON / iytiruyushchy droselle, and each The commutating capacitor is shunted by two counter-parallel connected chains, each thyristor and throttle, each. The disadvantage of the inverter is its complexity. The purpose of the invention is to simplify and improve the energy characteristics. The goal is achieved by the fact that the inverter containing a three-phase recharge thyristor bridge, the DC terminals of which are connected to the output pins, connected to the input / i pins, a three-phase thyristor charge bridge and a chain of two successively connected filter capacitors, total point which are connected to the output pins and through the switching capacitors to the alternating current outputs of the charge and recharge thyristor bridges, and consistently with each bridge thyristor A commutating choke is equipped with two serially connected reverse diodes and output transformers connected to the input, the output winding of which is connected to the output and connected between the common point of the filter capacitors and the common current of the reverse diodes, and the output terminals of the rechargeable bridge of the thyristors are connected with indicated from the water. The device is shown in diagram E. The high-frequency autonomous inverter contains an input filter with separated capacitors 1 and 2, a combo capacitor 3, 4, and 5 that are connected using .3 tenant thyristors 6-11 and the last connected chokes 12-17 k to positive and negative input power points, but from FY1 1 (G razrydyShs FI. Ristorov 18-23 and the last from 291 to 29W to the primary winding 30) output output booster transformer. The limiting diodes 31 and 32, connected in series with each other, are connected by a common point to the tap of the primary winding of the output load transformer. The anodes and cathodes of the limiting diodes are connected to the corresponding input pins. The load of the inverter 33 is connected to the secondary winding of the output load transformer. The operation of the inverter is as follows. In the quasi-established mode of operation, when a control pulse is applied, the commutation capacitor 4 is charged from the filter with separation capacitor 2 through the charging thyristor 9 and connected in series with the charging choke 15 to a voltage not exceeding the double voltage filter. At the same time, the switching capacitor 5 is discharged through the discharge thyristor 19, the discharge choke 25 connected in series with it, and the primary winding of the output load transformer 30 to the load 33 connected to the secondary winding of the output load transformer. At the point in time when the voltage at the output of the converter for the conduction interval of the thyristor 19 reaches 06 EPIT includes the reactive energy discharge circuit: filter capacitor 2, part of the winding .32, limiting diode 31 and reactive energy stored in the choke 25 and capacitor 5, returns power source. The operation of the circuit for charging and discharging de commutated capacitors 3 and 5 occurs in a similar way. With charging thyristor 8 turned on, current flows through discharge thyristor 23, with charging thyristor 9 turned on, current flows through discharge thyristor 19, and accordingly, with charging thyristor 6 turned on, current flows through discharge thyristor 20, with switching on charging thyristor 10, the current flows through the discharge thyristor 22, with the inclusion of charge thyristor 7, the current flows through discharge thyristor 18, with the inclusion of charge thyristor 11, the current flows through the discharge thyristor. 21.. . . ; The magnitude of the additional voltage on the winding to which the limiting diodes are connected / is selected in accordance with a certain level of yarn limitation at the output of the converter, based on a theoretical review of the inverter characteristics in a wide range of load parameters, switching on the limiting diodes directly to the output of the converter 8 in this circuit does not lead to positive

результатам, rak как при включении последующего разр дного тиристора напр жение на .нагрузке увеличивает положительное напр жение на предыдущем разр дном тиристоре быстрее, чем возрастает запирающее напр жение , которое формируетс зар дным тиристором на коммутирующем конденсаторе и работа схемы становитс невозможной .As a result, rak as when switching on the next discharge thyristor, the voltage on the load increases the positive voltage on the previous discharge thyristor faster than the blocking voltage that is formed by the charge thyristor on the switching capacitor and the operation of the circuit becomes impossible.

ФормулаFormula

изобретени the invention

Высокочастотный инвертор, содержащий трехфазный мост перезар дных тиристоров, выводы посто нного тока которого св заны с выходнйми Btffioдами , подключенный ко входным вйвддам , трехфазный мост зар дных тиристоров и цепочку из двух последовательно соединенных фильтровых конденсаторов , обща точка которых св зана с вых(:) выводами .и через коммутирующие конденсаторы - с выводами переменного тока мостов зар дных и перезар дных тиристоров.A high-frequency inverter containing a three-phase recharge thyristor bridge, the DC outputs of which are connected to the output Btffids, connected to the input terminals, a three-phase charging thyristors bridge and a chain of two series-connected filter capacitors whose common point is connected to the outlets (:) terminals. and through commutation capacitors - with alternating current leads of charge and recharge thyristor bridges.

причём последовательно с каждым тиристором мостов включен боотвётствующий коммутирующий дроссель, отличающийс там, что, с целью упрощени и улучшени энергетических характеристик, он снабжен подключенными ко входным выводам двум последЬватёльно соединенными рбратными диЬда)мй и выходным трансформатором, первична обмотка которого выполнена с отводом и включена между общей moreover, a successive switching choke is connected in series with each thyristor of the bridges, which, in order to simplify and improve the energy characteristics, is equipped with two serially connected connectors connected to the input terminals and an output transformer, the primary winding of which is connected to a tap and connected between common

0 точкой фильтровых конденсаторов и общей точкой обратных диодов, а выводи посто нного тЬка моста перезар дных тиристоров соединены с указан ньм отводом, 0 by the point of the filter capacitors and the common point of the reverse diodes, and the output of the constant bridge of the recharge thyristors is connected to the indicated tap,

5five

Источники информации, . прин тые во внимание при экспертизеInformation sources, . taken into account in the examination

1,Тиристорные преобразователи частоты дл индукционного нагрева металлов . Трулы УАИ, вып. 39, сб.2, 0 с- 161, рис.1.1, Thyristor frequency converters for induction heating of metals. Truly AIM, vol. 39, sb.2, 0 s- 161, fig.1.

2.Патент Англии 1157813, кл. Н 2 F 1969.2. The patent of England 1157813, cl. H 2 F 1969.

3.Авторе кое свидетельство СССР, по за вке К 2643394,3. The author's certificate of the USSR, according to the application K 2643394,

кл. Н 02 М 7/515, 17.07.78.cl. H 02 M 7/515, 07/17/78.

Claims

Formula of the invention A high-frequency inverter containing a three-phase bridge of the charge-exchange thyristors, the DC terminals of which are connected to the output terminals, connected to the input terminals, a three-phase bridge of the charge thyristors and a chain of two series-connected filter capacitors, the common point of which is connected to the output terminals and through switching capacitors with AC terminals of the bridges of the charging and recharging thyristors, and in series with each thyristor of the bridges the corresponding a switching inductor, characterized in that, in order to simplify and improve the energy characteristics, it is equipped with two series-connected reverse diodes and an output transformer connected to the input terminals, the primary winding of which is taped and connected between the common "0 point of the filter capacitors and a common point of the reverse diodes, and the conclusions of a constant bridge bridge of the charge-exchange thyristors are connected to the specified tap. 15 Sources of information. taken into account during the examination

1. Thyristor frequency converters ^ for induction heating of metals. The corpses of the AIM, issue. 39, Sat 2,

2Q s 161, Fig. 1.

2. England patent No. 1157813, cl. H 2 F 1969. ’

3. USSR copyright certificate, according to the application K · 2643394,

L, cl. H 02 M 7/515, 07/17/78.

ВНИИПЙ Order 7027/21 Circulation 783 Subscription

Affiliate PPPentent, Uzhgorod, Project 4,