Способ регулирования выходного напряжения двухмостового тиристорного инвертора при его работе на резонансную нагрузку

 

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫХОДЦОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДВУХМОСТОВОГО ТИРИСТОРНОГО ИНВЕРТОРА ПРИ ЕГО РАБОТЕ НА РЕЗОНАНСНУЮ НАГРУЗКУ, подключенную к инвертирующим мостам через две батареи разделительных конденсаторов, при котором контролирует входные токи и изменяют угол фазового сдвига выходных токов указанных мостов до достижения заданного критического соотношения входных токов, о тли чающийся тем, что, с целью расщирения диапазона рег)ширования и повыщения надежности, при каждом достижешш критического соотнощения входных токов, изменяют величину емкости батарей разделительных конденсаторов путем переключения части разделительных конденсаторов одного инвертирующего с. моста к батарее разделительных конденсаторов S . другого инвертирующего: моста и дополнитель (Л но изменяют угол фазового сдвига вьрсодных токов до требуемого значения. с

(19) (11) СОК)З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗСЮ Н 02 P 1318

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

if2t) 3232325/24-07 . РИСТОРНОГО ИНВЕРТОРА ПРИ ЕГО РАБОТЕ (22) 08.01,81 НА РЕЗОНАНСНУЮ НАГРУЗКУ, подключенную (46) ЗОЛ2,83. Бюн..N 48 - .: к инвертируюшим мостам через две батареи (72) Е. И. Снятков:. разделительных конденсаторов, при котором (71) Уфимский авиационный институт им. Орд- контролируют входные токи и изменяют угол жоникидзе фазового сдвига выходных токов укаэанных (53) 62131457 (0888) " мостов до достижения заданного критнческо(56) 1. Авторское свидетельство СССР ro соотношения входных токов, о т л и— и 399038, кл. Н 02 P 13/18, 1973.. . ч а ю шийся тем, что, с целью расши2. Авторское свидетельство СССР У 905977;:: рения диапазона регулирования и повышения кл. Н 02. Р 13/18, 1982. - надежности, при каждом достижении критичес: кого соотношения входных токов, изменяют

3; Канцильсон С. М. и др. Эксперименталь- .. величину емкости батарей разделительных конное исследование регулируемого двухмостово- .." денсаторов путем переключения частй раэдели. го тиристорного инвертора. Труды УАИ, Вып тельных конденсаторов одного инвертируюшего

48. Уфа, 1973, с. 46.. .. моста к батарее разделительных конденсаторов а. другого инвертирующего моста и дополнитель(54) (57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫХОД-. но изменяют угол фазового сдвига выходных

ДОГО НАПРЯЖЕНИЯ ЯВУХМОСТОВОГО ТИ-. - токов до требуемого значения.

1064420

Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к методам регулирования напряжения на резонансной нагрузке автономных инверторов и предназначено для управления режимами работы индукционных электро- 5 технологических установок.

Известны способы регулирования выходного напряжения мостовых автономных тиристорных инверторов путем изменения угла фазового сдвига между моментами включения 10 тиристоров инвертирующих мостов и суммирования выходных токов мостов в нагрузке (1) и (2).

При работе на резонансную нагрузку в ин:верторах с фазовым регулированием выходного напряжения инвертирующие мосты работают в разных условиях, при увеличении угла регулирования значительно уменьшается время.,восстановления управляющих свойств тиристорами опережающих- мостов, растет загрузка опережающих мостов по сравнению с отстаю щими мостами, что ограничивает реальный ди-. апазон регулирования и снижает надежность работы инвертора.

При этом опережающим является мост, импульсы управления на тирнсторы которого поступают с формирователя, управляемого непосредственно задающим генератором системы управления, а отстающим является мост, импульсы управления на тиристоры которого поступают с формирователя, управляемого через фаэосдвигающее устройство.

Наиболее .близким к предлагаемому является. слособ регулирования выходного напряжения двухмостового тиристорного инвертора . 35 при его работе на резонансную нагрузку, подключенную к инвертирующим мостам через две батареи разделительных конденсаторов, при котором контролируют входные токи и изменяют угол фазового сдвига выходных токов укам занных мостов до достижения заданного критического соотношения входных токов (3).

В автономных инверторах, предназначенных для питания индукционных. установок током повышенной частоты, в качестве разделитель„45 ных конденсаторов применяются электротермические конденсаторы типа ЭСВ, имеющие от двух до четырех секций. Поэтому разделительные конденсаторы можно рассматривать как батарею конденсаторов. Емкость разделительных конденсаторов имеет конечную величину, 50 поэтому на них кроме постоянной присутствует переменная составляющая напряжения. Режим работы каждого инвертирующего моста.. определяется фазовым углом между выходным током моста и напряжением на мосту . 55 илн напряжением на последовательной цепи, состоящей нз резонансной нагрузки и разделительного конденсатора моста.

Увеличение коэффициента затухания опережающего моста по сравнению с коэффициентом затухания. отстающего моста приводит к перегрузке и значительному снижению време- ни восстановления запирающих свойств тиристоров опережающего моста, что снижает надежность работы и ограничивает диапазон регулирования выходного напряжения инвертора.

Ю

При реализации известного способа регулирования оператор контролирует соотношение вход- ных токов мостов, характеризующих их нагрузку, сравнивает текущее соотношение входных токов с допустимым, определенным для каждой конкретной нагрузки, и регулирование производит до достижения этого критического соотношения входных токов.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регулирования выходного напряжения двухмостового тиристорного инвертора при его работе на резонансную нагрузку, подключенную к инвертирующим мостам через две батареи разделительных конденсаторов, при котором контролируют входные токи и изменяют угол фазового сдвига выходных токов указанных мостов до достижения заданного критического соотношения входных токов, при каждом достижении критического соотношения входных токов изменяют величину емкости батарей разделительных конденсаторов путем переключения части разделительных конденсаторов одного инвертирующего моста к батарее разделительных конденсаторов другого инвертирующего моста и дополнительно изменяют угол фазового сдвига выходных токов до требуемого значения.

При таком перераспределении емкости разделительных конденсаторов происходит . уменьшение углов фазового сдвига между выходными токами мостов и напряжениями на цепочках из последовательно соединенных нагрузки и разделительных конденсаторов и выравнивание условий работы инвертирующих

МОСТОВ.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема инвертора, в котором реализуется предлагаемый способ регулирования; на фиг, 2— векторная диаграмма токов и напряжении„ поясняющая предлагаемый способ регулирования.

Инвертор (фиг. 1) содержит два инвертирующих моста 1 и 2, подключенных к резонансной нагрузке 3 через батареи разделительных конденсаторов 4 и 5 соответственно, а также коммутирующее устройство б для переключения части конденсаторов батареи разделительных конденсаторов одного моста к батарее разделительных конденсаторов другого

64420 . 4 батарее разделительных конденсаторов 4.

Увеличение . емкости батареи разделительных конденсаторов 4 опережающего моста 1 приводит к уменьшению переменной составляющей на этой батарее и изменению величины и направления вектора напряжения (3„(фиг. 2) в сторону уменьшения угла между 1 и 0» до (а следовательно, к уменьшению емкостной реакции последовательной цепи из нагрузки 3 и батареи разделительных конденсаторов 4 для опережающего моста 1 и .уменьшению коэффициента затухания этога моста.

Уменьшение емкости батареи разделительных. конденсаторов 5 отстающего. моста 2 приводит к увеличению переменной составляющей напряжения на этой батарее и изменению величины и направления вектора напряжения U в стсрону уменьшения угла между I.< и U< до (а следовательно, к уменьшению индуктивной реакции йоследовательной цепи из нагрузки 3 и батареи разделительных конденсаторов

5 для отстающего моста 2 и увеличению коэффициента затухания. этого моста. е. Ц02.

ВНИИПИ Заказ 10356/57 Тираж 687 . Подписное

Филиа,п ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 10 моста. Во входную. цепь каждого .моста вклю. чены амперметры постоянного тока 7 и 8, На фиг. 2 дань следующие. обозначения: ,входные токи мостов I1 и i < сдвинуты между собой на угол регулирования Р ток в нагрузке Ig равен геометрической сумме токов ? и 1,2, напряжение на нагрузке Ug в общем случае сдвинуто относительно тока нагрузки 3,11 на угол (, и является общим для обоих мостов, так как 1О они подключены к нагрузке параллельно; переменные составляющие напряжения на разделительных конденсаторах Ц С и 0 с > отстают от выходных токов Kq и I соответствующих мостов на угол 90 эл. град; ф — угол между током 4 и напряжением ц (— угол между током 1 и напряжег нием U 2

При ручной реализации предлагаемого способа оператор, увеличивая угол сдвига между выходными токами инвертирующих мостов с помощью органов управления фазосдвигающего устройства в системе управления тиристорами мостов, следит эа показаниями ампермет- ров 7 и 8 и сравнивает текущее соотношение 2 входных токов мостов с заданным критическим соотношением. При достижении критического соотношения входных токов оператор с помощью коммутирующего устройства

6 переключает часть конденсаторов батареи разделительных конденсаторов 5 к

Таким образом, происходит выравнивание коэффициентов затухания, следовательно, и загрузки инвертирующих мостов. Соотношение входных. токов мостов уменьшается ниже критического, и оператор получает возможность дальнейшего регулирования выходного напряжения инвертора.