Преобразователь частоты для индукционного нагрева

 

Использование: в преобразовательной технике в качестве источника питания для установок индукционного нагрева. Сущность изобретения: устройство содержит подключенный к выходным выводам генератора переменного напряжения питания (1) однофазный мостовой выпрямитель на диодах (ДИ) (2-5). Конденсатор (6) шунтирует выходные выводы выпрямителя и подключен к отводу индуктора (7) с компенсирующим конденсатором (8). Последовательно с транзисторами (9, 10) включены диоды (10, 12). блок управления (13) соединен через распределитель импульсов управления (14) с управляющими электродами транзисторов . Разряд конденсатора происходит через части индуктора. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (! () (я)з Н 02 M 5/42

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4945771/07 (22) 12.05.91 (46) 15.12.92. Бюл. ЬЬ 46 (75) Е.М.Силкин, В.П.Огнев. С.Н.Таэихин.

Г.В.Мизин, А.И,Пахалин и С.Ф,Трифонов (56) Япония М 63-7675, кл. H 05 В 6/12, 1988.

Япония й. 63-10548, кл. Н 05 В g/12, 1988, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ДЛЯ

ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА (57) Использование: в преобразовательной технике в качестве источника питания для установок индукционного нагрева. Сущность изобретения: устройство содержит подключенный к выходным выводам генератора переменного напряжения питания (1) однофазный мостовой выпрямитель на диодах (ДИ) (2-5)..Конденсатор (6) шунтирует . выходные выводы выпрямителя и подключен к отводу индуктора (7) с компенсирующим конденсатором (8). Последовательно с транзисторами (9, 10) включены диоды (10, 12). Блок управления (13) соединен через распределитель импульсов управления (14) с управляющими электродами транзисторов. Разряд конденсатора происходит через части индуктора. 1 ил.

1781791

20 управления

55 рого соединены с управляющими электродами транзисторов, а вход соединен с выходным выводом блока управления.

Преобразователь частоты для индукционного нагрева работает следующим образом.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использова..но в качестве источника питания для устайовок йндукцион ного нагрева.

Известен преобразователь частоты, содержащий подключенный к выходным выводам генератора переменного напряжения питания однофазный мостовой выпрямитель на диодах, конденсатор, шунтирующий выходные выводы выпрямителя, и инвертор, содержащий транзистор, соединенный с отрицательным выходным вйводом выпрямителя, С встречно параллельным диодом, включенный последовательно с нагрузочным контуром, состоящим из сое- 1

* диненнйх"параллельно индуктора и компенсирующего конденсатора, соединенным с положительным выходным выводом выпрямителя, блок управления. выходной вывод которого соединен с управляющим электродом транзистора, Недостатком преобразователя частоты для индукционного нагрева является низкий КПД, что обусловлено повышенными потерями в транзисторе при коммутациях, 2 большими токами, протекающими через транзистор. обусловленными разрядом компенсирующего конденсатора и работой в однотактном режиме.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь частоты для индукционного нагрева, который и рассматривается в качестве прототипа.

Прототип содержит подключенный к выходным выводам генератора переменного напряжения питания однофаэный мостовой выпрямитель на диодах, конденсатор, шунтирующий выходные выводы выпрямителя, и инвертор, содержащий транзистор. соединенный с отрицательным выходным выводом выпрямителя, с последовательным диодом, включенным последовательно с нагруэочным контуром, состоящим из соединенных параллельно индуктора и компенсирующего конденсатора, соединенным с положительным выходным выводом выпрямителя, блок управления, выходной вывод которого соединен суправляющим электродом транзистора.

° Недостатком прототипа является низкий КПД, что обусловлено повышенными потерями о транзисторе и диоде при коммутациях, большими токами, протекающими через них, обусловленными разрядом компенсирующего конденсатора и работой в однотактном режиме.

Цель изобретения — повышение КПД преобразователя частоты для индукционного нагрева.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователе частоты для индукционного нагрева, содержащем подключенный к выходным выводам генератора переменного напряжения питания однофаэный мостовой выпрямитель на диодах, конденсатор, шунтирующий выходные выводы выпрямителя, и инвертор, содержащий первый транэистор, соединенный с отрицательным выходным выводом выпрямителя, с последовательным первым диодом, включенным последовательно с нагрузочным контуром, состоящим из соединенных параллельно индуктора и компенсирующего конденсатора, блок управления, индуктор выполнен с отводом, положительный выходной вывод выпрямителя соединен с отводом индуктора, преобразователь снабжен последовательной цепью из второго транзистора и второго диода, шунтирующей цепь иэ нагрузочного контура и первого транзистора с последовательным диодом; распределителем импульсов управления транзисторами, выходные выводы которого. соединены с управляющими электродами транзисторов, а вход соединен с выходным выводом блока

Существенным отличием преобразователя является повышенный КПД, что обусловлено малыми коммутационными потерями в полупроводниковых приборах, связанными с уменьшением скоростей нарастания тока через них, снижением уровней тока и работой в двухтактном режиме, характеризующемся повышенным КПД, На чертеже приведена схема преобразователя частоты для индукционного нагрева.

Преобразователь частоты содержит подключенный к выходным выводам генератора переменного напряжения питания 1 однофазный мостовой выпрямитель на диодах 2-5, конденсатор 6, шунтирующий выходные выводы выпрямителя, нагруэочный контур, состоящий из соединенных параллельно индуктора 7 с отводом и компенсирующего конденсатора 8, выводы которого соединены с отрицательным выводом выпрямителя через последовательные цепи иэ транзисторов 9 и последовательного диода

10,транзистора 11 и последовательного диода 12 соответственно, блок управления 13, распределитель импульсов управления транзисторами 14, выходные выводы кото1781791 никовых приборах, скоростей нарастания тока через них и работой в двухтактном режиме, При выполнении преобразователя частоты по заявляемой схеме снижаются скорости нарастания тока через полупроводниковые приборы в 2-2,5 раза и амплитуда токов в 4 — 4,5 раза. Это обусловлено разрядом конденсатора 6 через части индуктора 7 (1) и 7 (2), ограничивающие токи.

Повышение КПД обеспечивается за счет увеличения тактности схемы. В заявляемом преобразователе частоты протекание тока от источника питания через элементы нагрузочного контура происходит на обоих полупериодах выходного напряжения, что обеспечивает снижение установленной мощности реактивных элементов и повышает КПД преобразователя, 5

Формула изобретения

Преобразователь частоты для индукционного нагрева, содержащий подключенный к выходным выводам генератора переменного напряжения питания однофазный мостовой выпрямитель на диодах, конденсатор, шунтирующий выходные выводы выпрямителя, и инвертор, содержащий первый транзистор. соединенный с отрицательным выходным выводом выпрямителя, с последовательным первым диодом, включенным последовательно с нагруэочным контуром, состоящим иэ сое20

30 диненных параллельно индуктора и компенповышения КПД, индуктор выполнен с отводом, положительный выходной вывод выпрямителя соединен с отводом индуктора, преобразователь снабжен последовательной цепью иэ вторсго транзистора и второго

40 диода, шунтирующей цепь из нагруэочного контура и первого транзистора с последовательным диодом, распределителем импульсов управления транзисторами, выходные выводы которого соединены с управляющими электродами транзисторов, а вход соединен с выходным выводом блока управления.

Составитель Е.Силкин

Техред M.Ìîðãåíòýë Корректор С.Патрушева

Редактор. А,Соколова

Заказ 4280 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

При отпирании транзистора 9 происходит разряд конденсатора 6 через первую половину индуктора 7 (t) по цепи: 6-7(1)-109-6, Через половину периода выходного напряжения преобразователя транзистор запирается. После запирания транзистора 9 открывается транзистор 11. Конденсатор 6 переэаряжается через вторую половину индуктора 7 (2) по цепи: 6 — 7 (2)-12-11-6. По окончании второй половины периода транзистор 11 выключается.

Протекание тока разряда конденсатора

6 через части индуктора 7 (1), 7 (2) обеспечивает протекание переменного тока в нагрузочном контуре 7, 8, Конденсатор 6 заряжается от генератора переменного напряжения питания 1 через диоды выпрямителя 2 — 5, Импульсы управления транзисторами 9, 11 формируются блоком управления 13. Распределение импульсов управления осуществляется распределителем 14, Следующий период в работе преобразователя частоты начинается с момента отпирания транзистора 9, Процессы s преобразователе после включения транзистора 9 аналогичны описанным.

Диоды 10 12 обеспечивают защиту: транзисторов 9, 11 от обратного напряжения.

Конденсатор 8 предназначен для компенсации реактивности индуктора 7.

Регулирование выходной мощности преобразователя частоты осуществляется изменением длительности проводящего состояния транзисторов 9, 11 на периоде выходного переменного напряжения, Блок управления 13 преобразователя частоты выполнен аналогично блоку управления прототипа, По сравнению с прототипом КПД заявляемого преобразователя частоты для ин. дукционного нагрева выше ориентировочно на 4 — 5;, для источников питания на мощность в единицы киловатт). Это обеспечивается существенным снижением коммутационных потерь в полупроводсирующего конденсатора, блок управления, 35 отличающийся тем,что,сцелью

Преобразователь частоты для индукционного нагрева Преобразователь частоты для индукционного нагрева Преобразователь частоты для индукционного нагрева 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики

Изобретение относится к электротехнике , в частности к силовой полупроводниковой преобразовательной технике

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в преобразователях частоты со звеном постоянного тока и устройствах их защиты

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к системам управления вентильными преобразователями, и может быть использовано для управления автономными инверторами

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления регулируемыми источниками питания, например, для индукционного нагрева металлов

Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к преобразователям постоянного напряжения в переменное, и может быть использовано в качестве источника питания, в том числе повышенной частоты, с натфяжением, близким к синусоидальному, Цель изобретения - повышение надежности работы инвертора в широком диапазоне изменения нагрузки и повышение мощности

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в преобразователях частоты со звеном постоянного тока

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления источников питания с квазисинусоидальным выходным напряжением

Изобретение относится к электротехнике, а именно - к статическим преобразователям с жесткими требованиями по степени защиты по коду IP (IP54, IP64) в соответствии с ГОСТ 14254-96, к статическим преобразователям, работающим в широком диапазоне температур окружающего воздуха от -60°С до +50°С, к мощным статическим полупроводниковым преобразователям электроэнергии с принудительным комбинированным охлаждением

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на электроподвижном составе, получающем питание от контактной сети однофазного переменного тока

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в источниках питания повышенной частоты для индукционного нагрева, формовки металлов и в других электротехнологических установках

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на электроподвижном составе, получающем питание от однофазной сети переменного тока. Техническим результатом является увеличение коэффициента мощности. Многозонный выпрямительно-инверторный преобразователь переменного тока содержит параллельные ключевые мосты, трансформатор с одной или более вторичными обмотками, диодное плечо, образующие схему двухполупериодного мостового выпрямителя с возможностью зонно-фазного регулирования, соединенного с коллекторным электродвигателем, датчик тока первичной сети и датчик напряжения первичной сети, подключенные к системе управления. Каждое ключевое управляемое плечо состоит из последовательно включенных диода и управляемого электронного ключа, в качестве которого может использоваться IGBT транзистор (модуль). При зонно-фазном управлении выпрямительно-инверторным преобразователем после момента перехода напряжения через ноль с помощью управляемых ключевых плеч на электродвигатель сначала подается напряжение с малой обмотки трансформатора, а через некоторое время подается дополнительное напряжение с дополнительной обмотки трансформатора, которое через некоторое время снимается. Время включения и выключения дополнительной обмотки трансформатора выбирают такими, чтобы сдвиг тока сети относительно напряжения сети на первой гармонике сетевой частоты уменьшить до нуля. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам вторичного электроснабжения, преобразующим входную трехфазную сеть в трехфазную сеть другого напряжения и другой частоты, и предназначено для формирования стабилизированной по напряжению трехфазной сети электропитания для различной аппаратуры РЛС в радиолокационных комплексах (РЛК). Технический результат - улучшение технических характеристик, а именно повышение надежности работы источника электропитания аппаратуры РЛС, увеличение коэффициента полезного действия (КПД), стабилизация выходного синусоидального трехфазного напряжения с возможностью регулирования выходного напряжения и частоты, обеспечивающего ограничение входных пусковых токов емкостного накопителя, уменьшение акустического шума и массогабаритных показателей, контроль токов короткого замыкания в цепях нагрузки, селективная защита и защита от аварийных токов, а также обеспечение работоспособности при воздействии факторов по группе 1.3 ГОСТ В20.39.304-9, достигается за счет того, что используются трехфазные автономный инвертор и LC-фильтр, а в систему управления введены задатчик частоты, задатчик напряжения, формирователь характеристики, пропорционально-интегральный регулятор, формирователь широтно-импульсного сигнала управления и аналого-цифровой преобразователь, кроме того, дополнительно введены пусковое устройство и маломощный источник вторичного электропитания, мостовой выпрямитель, дроссель, емкостной накопитель, два датчика тока, силовая шина, N устройств защиты и трехфазный трансформатор с вышеописанными связями, удалось улучшить технические характеристики источника электропитания аппаратуры РЛС. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и преобразовательной техники, в частности к обратимым статическим преобразователям электрической энергии, построенным по схеме двухзвенных электрических преобразователей. Технический результат - расширение функциональных возможностей обратимого преобразователя. Кроме того, предлагаемое устройство обладает достаточной универсальностью и может быть использовано для построения электрических преобразователей частоты в широком диапазоне мощностей как низковольтного, так и высоковольтного применения. При этом электрический преобразователь может как содержать, так и не содержать тормозной цепочки. Поставленная цель достигается тем, что в схему электрического преобразователя добавлены дополнительные выпрямительные цепочки, содержащие диод и тиристор (управляемый ключ), включенные антипараллельно и подключенные последовательно с цепочками плечей активного выпрямителя. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в статических преобразователях для бесперебойного питания ответственных потребителей трехфазного переменного тока. Технический результат - снижение установленной мощности и массогабаритных показателй. Статический преобразователь содержит входные клеммы для подключения к основному источнику переменного тока и клеммы для подключения к резервному источнику постоянного тока, контакторы, фазные дроссели, выпрямитель, фильтрующий конденсатор, инвертор. Статический преобразователь, являющийся источником питания с двойным преобразованием энергии обеспечивает при необходимости переход с сетевого режима на автономный без прерывания своей функции. Для этого плюсовая и минусовая клеммы для подсоединений источника постоянного тока подключены через контактор к основному выпрямителю, работающему в обычном режиме от сети переменного тока. Плюсовая клемма соединена через диоды с дросселями в цепи каждой фазы переменного тока на входе выпрямителя, а минусовая клемма - к общей минусовой точке этого выпрямителя. Выпрямитель выполнен на базе транзисторных чопперов, обеспечивающих регулирование напряжения при питании от источника постоянного тока. Напряжение с выпрямителя фильтруется конденсатором и поступает на вход инвертора, преобразующего постоянный ток в трехфазный переменный ток, поступающий к нагрузке. Группа гальванической развязки подключена непосредственно к источнику постоянного тока, а по выходу - к выходным клеммам основного выпрямителя. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способу и устройству управления генератором, приводимым двигателем внутреннего сгорания, установленным с возможностью работы в параллель. Способ включает в себя: обнаружение контроллером каждого генератора при каждом запуске двигателя внутреннего сгорания наличия выходного напряжения, при наличии - генератор становится ведомым и синхронизирует фазы выходного напряжения с фазой обнаруженного напряжения, как опорной фазы, при отсутствии напряжения - генератор действует как задающий генератор; определение соответствующей активной мощности и эффективных значений выходных токов; определение соответствующих амплитуд выходного напряжения в падающих характеристических кривых согласно эффективным значениям выходных токов, и определение внутренних углов коэффициента мощности согласно соответствующей активной мощности; управление каждым генератором для достижения соответствующих амплитуд выходного напряжения и внутренних углов коэффициента мощности. Технический результат состоит в реализации энергетического баланса между параллельно работающими генераторами. 4 н. и 17 з.п. ф-лы, 11 ил.
Наверх