Высоковольтный инвертор

 

Изобретение относится к прербразоват.ельной технике и может применяться в источниках питания повышенной частоты различных электротехнологических установок. Цель изобретения - повышение КПД и расширение диапазона регулирования. Устройство содержит последовательную цепь из дросселей 1-4 и конденсаторов 5-8, чередующихся с тиристорами 9-12, шунтированными обратными диодами 1316 .Аноды тиристоров через дроссели 17,19, 21, 23 связаны с положительным входным выводом, а катоды через дроссели .18, 20, 22, 24 - с отрицательным . Импульсы от блока управления поступают поочередно на группу четных 10, 12 и нечетных 9, 11 тиристоров . Для формирования выходного тока исчользуется как прямой, так и обратный перезаряд конденсаторов. 3 ил. i W

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„.SU, 14171 5 ) 4 Н 02 M 7/523

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

БК3 ":HU

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4192336/24-07 .(22) 11.02.87 (46) 15.08.88. Бюл. ¹ 30 (71) Уфимский -авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) А.В.Иванов и M.М.Мульменко (53) 621.314.572(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 678617, кл. Н 02 M 7/523, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 660173, кл. Н 02 M 7/523, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 1182614, кл. Н 02 M 7/515, 1984. (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может применяться в источниках питания повышенной частоты различных электротехнологических установок. Цель изобретения — повьппение КЦД и расширение диапазона регулирования. Устройство содержит последовательную цепь из дросселей 1-4 и конденсаторов 5-8, ъ чередующихся с тиристорами 9-12, зашунтированными обратными диодами 13i6 Аноды тиристоров через дроссели

17, 19, 21, 23 связаны с положительным входным выводом, а катоды через дроссели 18, 20, 22, 24 — с отрицательным. Импульсы от блока управления поступают поочередно на группу четных 10, 12 и нечетных 9, 11 тиристоров. Для формирования выходного тока а используется как прямой, так и обратЖ ный перезаряд конденсаторов. 3 ил.

1417147

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в преобразователях повышенной частоты для электротермии и 5 электротехнологии.

Целью является повышение КПД и расширение диапазона регулирования.

На фиг. 1 приведена схема высоковольтного инвертора; на фиг. 2 — то 10 . же, пример выполненищ на фиг. 3 временные диаграммы токов и напряжений в них.

Высоковольтный инвертор (фиг. 1) содержит подключенную к выходным вы- 15 водам последовательную цепь иэ коммутирующих дросселей 1-4 и конденсаторов 5-8, чередующихся с вентильными парами, образованными тиристорами

9-12 и обратными диодами 13-16, при- ?О чем аноды тиристоров связаны с положительным, катоды — с отрицательным входными выводами через фильтрующие дроссели 17-24. Четные вентильные пары 10, 14 и 12, 16 включены в последовательную цепь встречно нечетным парам 9, 13 и 11, 15. Блок управления на фиг. 1 не показан.

В примере выполнения высоковольт-,,30 ного инвертора (фиг. 2) коммутирующие дроссели соединены друг с другом и с одним из выходных выводов (в этом случае дроссели могут быть выполнены в виде единой конструкции дросселя с индуктивностью, равной сумме индуктивностей дросселей 1-4).

Высоковольтный инвертор работает следующим образом.

Импульсы от блока управления пос- 40 тупают поочередно на группы нечетных и четных тиристоров. После подачи первого импульса на тиристоры нечетной группы 9 и 11 вместе с медленным нарастанием токов в дросселях 17, 18, 45

21 и 22 через дроссели 19 и 24 заряжаются конденсаторы 5 и 8, а через дроссели 23 и 20 — конденсаторы 7 и 6.

При поступлении от блока управления импульсов на тиристоры четной группы

10 и 12 конденсаторы 5-8, предварительно заряженные напряжением полярности, показанной на фиг. 1, перезаряжаются по контуру 8-4-9-1-5-10-2-611-3-7-12 — нагрузка. Ранее включен,55 ные тиристоры 9 и 11 выключаются, после чего ток перезаряда проходит через диоды 13 и 15, при этом-тиристоры 9 и 11 восстанавливаются. После выключения диодов 13 и 15 конеденсаторы 5-8 заряжаются напряжением обратной полярности — токами дросселей 17, 22, 21 и 18, при этом токи в дросселях 19, 20, 23 и 24 медленно нарастают, При поступлении управляющих импульсов на тиристоры 9 и 11 цикл пере- . заряда начинается снова и через несколько периодов токи и напряжения в схеме нарастают до установившегося значения

Временные диаграммы токов и напряжений в установившемся режиме, показаны на фиг. 3, В момент tz когда проводят ток тиристоры 10 и 12, поступают управляющие импульсы на тиристоры 9 и 11 и происходит разряд предварительно заряженньтх конденсаторов по цепи 12-7-311-6-2-10-5-1-9-4-8 — нагрузка.

В момент t< включаются тиристоры

10 и 12 и диоды 14 и 16. Интервал времени t t, в течение которого через диоды 14 и 16 протекает полуволиа тока, к тиристорам 10 и 12 приложено обратное напряжение, равное прямому падению напряжения на диодах, и тиристоры восстанавливают свою управляемость

В момент t диоды выключаются, к тиристорам 10 и 12 прикладывается прямое напряжение, равное сумме напряжений на конденсаторах, коммутирующих дросселях и нагрузке. При этом конденсаторы восполняют энергию, затраченную при перезаряде в нагрузке, за счет токов дросселей и напряжение на них имеет полярность, показанную на фиг. 1.

В момент t включаются тиристоры

10 и 12 и за счет обратного перезаряда конденсаторов по цепи 8-4-9-15-10-2-6-11-3-7-12 — нагрузка начинается формирование другой полуволны тока нагрузки. При этом процессы в схеме аналогичны процессам при формировании первой полуволны тока. В момент t включаются тиристоры 9 и

t1 и ток начинают проводить диоды 13 и 15. В момент . последние выключаются и включенными остаются тиристоры 10 и 1 2, ч ер ез которые током дросселей дозаряжаются конденсаторы 5-8.

В момент t вновь поступают импульсы на нечетные тиристоры и начинается следующий цикл работы инвертора. з

141714

Таким образом, для формирования выходного тока используется как прямой, так и обратный перезаряд коммутирующих конденсаторов. Поскольку коммутация тиристоров обеспечивается не второй, а первой полуволной тока коммутирующего контура, инвертор работоспособен при больших величинах затуханий (не 0,8-1 как в известных схе- 1О мах, а 1,2-1,6), что позволяет получить на выходе большее. напряжение.

Инвертор имеет более высокий КПД при работе на длинный фидер питания нагрузки,. Использование инвертора, 15 изображенного на фиг. 2, кроме упрощения конструкции, позволяет частично или полностью заменить коммутирующие дроссели индуктивностью фидера..

Предлагаемый высоковольтный инвер- 2п тор при работе на резонансную нагрузку (индуктор с компенсирующей батареей конденсаторов) имеет более широкий диапазон регулирования.

25 поскольку в спектре выходного тока .отсутствует вторая и другие четные гармоники, возможно снижение частоты без возникновения кратных резонансов на 30 -40Х, что расширяет диа- ЭО паэон регулирования мощности. Увеличенный диапазон изменения частоты позволяет испольэовать данный инвертор для питания группы резонансных нагру7

4 зок, настроенных на различные частоты с поочередной настройкой на резонанс в каждой из них, а также расширяет функциональные возможности источника питания.

Ф о р м у л а и э о б.р е т е н и я

Высоковольтный инвертор,содержащий подключенную к выходным выводам последовательную цепь иэ коммутирующих LC-контуров, чередующихся с соответствующими им вентильными парами, образованными тиристором и обратным диодом, причем аноды тиристоров связаны с положительным, катоды . — с отрицательным входными выводайи через фильтрующие дроссели, а управляющие выводы тиристоров подключены к соответствующим выходам блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и расширения диапазона регулирования, установлено четное число вентильных пар и

LC-контуров, четные вентильные пары включены в последовательную цепьвстречно нечетным, а блок управления выполнен двухтактным, причем управляющие выводы четных и нечетных тиристоров подключены соответственно к выходам блока управления, формирующим противофаэные последовательности импульсов.

14! 7147

Йи фуюАмнию

У, /1

10 17

НЯтрлменир

Рб,гг

1о 17

14, 10.9 11

13, 18

1Р, fi

14, 1б

Выходной

/ЮФЮ

Жни

f7 1б,71, 77

Ю,70,73, М

Ae&ov

/вФФ/

fq6 7ю 6 o

Фие 3

Составитель И.Жеребина

Редактор А.Лежнина Техред g. Ходанич Корректор В.Романенко

Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

IJ3035, Москва, iK-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4076/55

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4