Тиристорный генератор высокой частоты
Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б. использовано для возбуждения магнитострикционных преобразователей. Цель изобретения - повьшение надежности работы на нелинейную нагрузку. содержит выпрямитель на тиристорах 1-4, вспомогательный диодно-резистивный выпрямитель на цепочках 5-8. Две полз мостовые ячейки выполнены на тиристорах 31-34 с С-контурами 23-26, встречными диодами 19-22, 27-30 и выходным тр-ром 17, имеющим вольтодобавочные отпайки. Наличие второй ячейки позволяет осуществить управление тиристорами так, что при формировании каждой полуволны высокочастотного тока участвуют оба разделительных конденсатора 11, 12. При возникновении несимметрии высокочастотного тока, а также в случае срыва инвертирования происходит запирание основного выпрямителя из-за снижения уровня тока управления анодной или катодной группы тиристоров 1-4 выпрямителя или отсутствия его в случае срыва. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. Q сл
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1390745 A 3 (51)4 Н 02 И 5 45
ГОСУД,АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA ФСР(;„, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /,, g
Н д BTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (54) ТИРИСТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОЙ
ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б. использовано для возбужцения магнитострикционных преобразователей. Цель изобретения - повышение надежности работы (21) 4175864/24-07 (22) 17.10.86 (46) 23.04.88. Бюл. № 15 (72) А.A. Рухман, А.В. Абрамов, Д.В. Чуркин, В.В, Шипицын, В.И. Лузгин, А.А. Новиков и В.А. Глухих (53) 621.314.572(088.8) (56) Беркович Е.И. и др. Тиристорные преобразователи частотЫ для электротехнологических установок. Л.: Энергоиздат, 1983, рис. 2.20б.
Авторское свидетельство СССР . ¹ 657549, кл. Н 02 M 7/523, 1976, на нелинейную нагрузку. Устр-во содержит выпрямитель на тиристорах 1-4, вспомогательный диодно-резистивный выпрямитель на цепочках 5-8. Две полумостовые ячейки выполнены на тиристорах 31-34 с С-контурами 23-26, встречными диодами 19-22, 27-30 и выходным тр-ром 17, имеющим вольтодобавочные отпайки. Наличие второй ячейки позволяет осуществить управление тиристорами так, что при формировании каждой полуволны высокочастотного тока участвуют оба разделительных конденсатора 11, 12. При возникновении несимметрии высокочастотного тока, а также в случае срыва инвертирования происходит запирание основ 1390745 Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для улучшения характеристик и повышения надежности рабаты тиристорньтх генераторов высокой частоты, испаль5 зуемых для возбуждения магнитастрикционных преобразователей. Цель изобретения - повьппение надежности работы на нелинейную нагруз- 10 ку. На чертеже приведена схема генератора. Тиристорный генератор высокой частоты содержит входной выпрямитель на тиристорах 1-4, вспомогательный выпрямитель, образованный параллельНым подключением диадно-резистивных цепей 5-8 к тиристарам основного выпрямителя, входной Т-образный фильтр на дросселях 9 и конденсаторе 10, разделительные конденсаторы 11 и 12, дополнительные конденсаторы 13, подКлюченные через выпрямительные мосты 14 к трансформаторам 15 и 16 тока. Выходной трансформатор t7 подключен к нагрузке 18, причем первичные Обмотки подключень1 к дополнительным встречным диодам 19-22. Коммутирующие I.Ñ-контуры 23 .и 24 и LC-контуры 25 и 26 смещения инверторных ячеек подключены к встречньпч диодам 27-30 и тиристорам 31-34, Система 35 управления осуществляфт формирование и распределение импульсов управления между тиристорами Инверторных ячеек. Генератор работает следующим об азам. При подаче переменного напряжения 1 итающей сети на входные выводы гене- 40 ратора с помощью диодно-резистивнога моста 5-8 происходит заряд конденсаторов 10-12 малым током до напряжения, примерно равного амплитудному значению напряжения питающей сети. 45 Величина зарядного тока определяется в основном величиной внутреннего сопротивления диадно-резистивнога ма,".та. При этом основной выпрямитель 1-4 не работает из-за отсутствия им- 50 лульсав управления на управляющих переходах тиристорав. Пуск инвертара осуществляется с предварительно заряженных конденсаторов 10-12. В процессе инвертирования высокочастотного гока последний протекает через первичные обмотки трансформаторов 15 и 16 тока, втаричные обмотки которых через выпрямительные мосты нагружены на управляющие электроды тиристарав выпрямителя, причем один трансформатор обеспечивает управление катодной группой тиристоров выпрямителя, а второй анодной. Импульсы управления тиристорами инвертарных ячеек распределены так, что синфазна отпираются тиристоры 3 1 первой ячейки и тиристоры 34 второй, при этом протекают полуволны тока, близкие по форме к синусоидальнай па контурам 11, 15, 3i, 25, 23, 17 и 11 и соответственна по контурам 12, 17, 24, 26, 34, 16 и 12, при этом коммутирующие конденсаторы LC-контуров 23 и 25 и соответственно LC-контуров 24 и 26 в сумме заряжаются до напряжения, примерно равного выпрямленному. Это напряжение распределяется между конденсаторами LC-контуров 23 и 25 (24 и 26), соединенными последовательно, обратно пропорционально их емкости, причем правые обкладки конденсаторов LC-контуров 23 и 25 первой вентильнай ячейки будут иметь знак "+", левые а обкладки конденсаторов LC-контуров 24 и 26 второй ячейки — соответственна "-" и "+", чта обеспечивает выключение основных вентилей 31 и 34. Далее через диоды 27 первой ячейки и диоды 30 второй полуволнами тока, близкими по форме к синусоидальнай, по контурам 27, 15, 11, 17, 23 и 27 и соответственно по контурам 30, 23, 17, 12 и 30 происходит частичный разряд конденсаторов LC-контуров 23 и соответственно I.Ñ-контуров 23 н саатсоответственно 1.С-контуров 24, а конденсаторы LC-контуров 25 и 26 не разряжаются, чта обеспечивает повышенное обратное напряжение на тиристарах 31 и 34 в течение всего времени протекания тока через встречные диоды 27 и 30. При этом первичные обмотки выходного трансформатора 17 включены в диагонали ячеек так, что токи ячеек, проходя через свои обмотки, формируют в магнитапроводе трансформатора потоки, совпадающие по направлению, т.е. в на.грузке выделяется ток, пропорциональный сумме токов ячеек. Во втором такте отпираются тиристоры 32 первой ячейки и тиристоры 33 второй. При этом протекают полуволны тока, близкие па форме к синусоидальной по контурам 12, 17, 23, 25, 1390745 32, 16 и 12 первой и по контурам 11, 15, 33, 26, 24, 17 и 11 второй вен.тильных ячеек. Конденсаторы LC-контуров 23 и 25 и соответственно LC-контуров 24 и 26 перезаряжаются в сум5 ме до напряжения, примерно равного выпрямленному с полярностью, противоположной полярности первого такта, т.е. правые обкладки конденсаторов LC-контуров 23 и 25 первой вентильной ячейки будут иметь знак "-", левые — "+", а обкладки конденсаторов LC-контуров 24 и 26 второй ячейки— соответственно "+", -, что обеспе-чивает выключение тиристоров 32 и 33. Далее включаются диоды 28 первой ячейки и диод 30 второй, через которые полуволнами тока, близкими по фор-20 ме к синусоидальной по контурам 28, 23, 17, 12, 16, 28 и соответственно по контурам 29, 15, 11 17, 24 и 29 происходит частичный разряд конденсаторов LC-контуров 23 и 24. При этом 25 конденсаторы LC-контуров 25 и 26 не разряжаются и обеспечивают повышенное обратное напряжение на тиристорах 32 и 33. В нагрузке выделяется ток, пропорциональный сумме токов 30 ячеек, причем по окончании второго такта в нагрузке выделится полный период высокочастотного тока. Для ограничения напряжения на нагрузке 18 в случае значительного 3 увеличения ее сопротивления первичные обмотки трансформатора 17 через вольтодобавочные отпайки подключены с помощью диодов 19, 21 и 20, 22 к разделительным конденсаторам 11 и 12, 40 причем общая точка первичных обмоток соединена с общей точкой этих конденсаторов. Таким образом, в каждом такте напряжение на нагрузке (первичных обмотках) сравнивается с половиной питающего напряжения. В случае превышения напряжением первичных обмоток трансформатора, с учетом вольтодобавочных отпаек, половины питающего напряжения происходит отпирание диодов 19 и 22 в первом такте или диодов 21 и 20 во втором и тем самым напряжение на нагрузке (первичной обмотке) ограничивается на заданном уровне. Количество витков вольтодобавочных отпаек выбирается из условий надежной работы генератора при увеличении сопротивления нагрузки вплоть до холостого хода и составляет 15-207 по отношению к числу витков основной первичной обмотки. При использовании в качестве нагрузки генератора магнитострикционного преобразователя для возбуждения механических колебаний на частоте генератора необходимо производить подмагничивание сердечника постоянным током (поляризацию магнитной системы). Одноячейковые генераторы обладают существенными недостатками, связанными с нелинейностью нагрузки, вследствие чего проискодит недопустимое перераспределение напряжений на разделительных конденсаторах, а следовательно, на элементах инвертора токов в плечах инвертора и как следствие времени, предоставляемого для восстановления управляемости тиристоров. В генераторе за счет введения второй ячейки появляется возможность управлять тиристорами ячеек так, что оба разделительных конденсатора одновременно участвуют в формировании полуволн высокочастотного тока, cosдающих магнитные потоки в нагрузке как совпадающие с постоянным полем подмагничивания, так и противоположные ему. Таким образом, перераспределение напряжения между разделительными конденсаторами 11 и 12 существенно снижается. 1 В случае возникновения несимметрии в схеме происходит перераспределение токов высокой частоты, протекающих через трансформатор 15 тока, разделительный конденсатор 11 и трансформатор.16 тока, разделительный конденсатор 12. Причем при увеличении амплитуды тока в плече 11, 15 уменьшается амплитуда тока в плече 12, 16, при этом параметры трансформатора тока выбраны так, что уменьшение тока приводит к выключению тиристоров 3 и 4 анодной группы из-за недостатка тока управления. В случае обратного перераспределения высокочастотного тока (ток в плече 16, 12 больше, чем в плече 11, 15) запираются тиристоры 1 и 2 катодной группы. В обоих случаях запирается основной выпрямитель 1-4, генератор "останавливается". Кроме того, трансформаторы 15 и 16 выполняют функции защиты элементов генератора.от выхода из строя при срывах. инвертирования. 1390745 Формула и зоб ре те ния Составитель И. Жеребина Техред А.Кравчук Корректор А. Тяско Редактор В. Данко Заказ 1779/53 Тираж 665 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по депам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб. ° д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 1. Тиристорный генератор высокой частоты, содержащий подключенную к входному выпрямителю через Т-образный фильтр инверторную ячейку, состоящую из двух последовательно соединенных тиристоров, общий вывод которых через LC-контур смещения соединен с общим выводом встречных диодов, подключенньж, в свою очередь, через LC-коммутирующий контур и первичную обмотку выходного трансформатора к первым выводам делительных конденсаторов, вторые выводы которых соединены с общими выводами тиристоров и встречных диодов.и образуют зажимы постоянного тока инверторной ячейки, а управляющие электроды тиристоров подключены к разным каналам системы управления, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повыШения.надежности работы на нелинейную нагрузку, он дополнительно снабЖен второй аналогичной инверторной ячейкойи дополнительными встречными диодами, выпрямитель выполнен тиристорным, а выходной трансформатор выполнен с двумя первичными обмотками, имеющими вольтодобавочные отпайки, к которым подключены коммутирующие контуры первой и второй инверторных ячеек, имеющих общие выводы постоянного тока, первые выводы разделительных конденсаторов объединены, а свободные выводы первичных обмоток выходного трансформатора- соединены с выводами постоянного тока инверторных ячеек через дополнительные встречные диоды, причем управляющие электроды тиристоров разных ячеек, соединенных с ра.зноименными выводами постоянного тока, подключены к одному и тому же каналу системы управления. 2. Генератор по п. 1, о т л и— f5 ч а ю шийся тем, что он снабжен двумя трансформаторами тока, выпрямительными мостами, дополнительными конденсаторами и диодно-резистивны20 ми цепями, шунтирующими тиристоры входного выпрямителя, причем первичные обмотки трансформаторов тока включены последовательно с разделительными конденсаторами, вторичные 25 обмотки одного трансформатора тока через выпрямительные мосты, зашунтированные дополнительными.конденсаторами, соединены с управляюп(ими электродами тиристоров катодной группы входного выпрямителя, а вторичные обмотки второго трансформатора тока с управляющими электроцами тиристоров анодной группы входного выпрямителя.
