SU1758804A1 - Преобразователь частоты - Google Patents

Abstract

Использование: в качестве источника питани  дл  установок индукционного нагрева . Сущность изобретени : устр-во содержит тиристоры с коммутирующими конденсатором и дросселем. Последовательно с диодами катодной группы диодного моста включены первый и второй транзисторы . Первые первичные обмотки соответственно первого и второго трансформаторов тока включены встречно. Вторые их вторичные обмотки также включены встречно. При срыве инвертировани  возрастает сигнал на выходе датчика тока. При этом происходит изменение уровн  напр жени  на выходе триггера Шмитта, что приводит к по влению на выходе RS-триггера сигнала запрета. Ключева  схема отключает выход формировател  входов выходных каскадов, а на выходе второго формировател  формируетс  импульс, поступающий на вторые входы выходных каскадов. По сигналам с их выхода происходит запирание работающего транзистора. 1 ил. со с

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питани  дл  установок индукционного нагрева.

Известен преобразователь частоты, содержащий блок питани  и резонансный инвертор , подключенный входными выводами к выходным выводам блока питани  и состо щий из первого и второго последовательно соединенных коммутирующих конденсаторов , зашунтированных последовательной цепочкой из первого тиристора, первого и второго коммутирующих дросселей и второго тиристора и подключенных к входным выводам инвертора, общие точки соединени  коммутирующих конденсаторов и дросселей подключены к выходным выводам.

Недостатком преобразовател  частоты  вл ютс  высокие массогабаритные показатели , что обусловлено необходимостью увеличени  установленной мощности элементов из-за невозможности быстрого отключени  инвертора от блока питани  при срыве инвертировани .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  преобразователь частоты, содержащий блок питани  и резонансный инвертор, подключенный входными выводами к выходным выводам блока питани  и состо щий из первого и второго последовательно соединенных тиристоров , зашунтированных конденсатором фильтра и подключенных к входным выводам инвертора, и последовательной

ч ел

00 00

о N

цепочки из коммутирующего дроссел , коммутирующего конденсатора и выходных выводов , шунтирующей второй тиристор.

Недостатком прототипа  вл ютс  высокие массогабаритные показатели, что обусловлено необходимостью увеличени  установленной мощности элементов из-за невозможности быстрого отключени  инвертора от блока питани  при срыве инвертировани .

Цель изобретени  - улучшение массога- баритных показателей преобразовател  частоты .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь частоты, содержащий блок питани  и резонансный инвертор, подключенный входными выводами к выходным выводам блока питани  и состо щий из первого и второго последовательно соединенных тиристоров, зашунтированных конденсатором фильтра и подключенных к входным выводам инвертора, и последовательной цепочки из коммутирующего дроссел , коммутирующего конденсатора и выходных выводов, шунтирующей второй тиристор, блок питани  выполнен в виде однофазного диодного моста, последовательно с диодами катодной группы которого включены первый транзистор, перва  первична  обмотка первого трансформатора тока, перва  первична  обмотка второго трансформатора гока и соответственно второй транзистор, втора  первична  обмотка второго трансформатора тока и втора  первична  обмотка первого трансформатора тока, первичные обмотки трансформаторов тока включены встречно, вторична  обмотка первого трансформатора тока подключена параллельно переходу эмиттер-база первого транзистора, а вторична  обмотка второго трансформатора тока подключена параллельно переходу эмиттер-база второго транзистора, введены две пары встречно-последовательновключенных стабилитронов, шунтирующих переходы эмиттер-база первого и второго транзисторов соответственно, последовательна  цепь из датчика напр жени , нуль-органа, первого формировател  и ключевой схемы, входом подключенна  к входным выводам диодного моста, два выходных каскада, первые входы которых соединены с выходом ключевой схемы, последовательна  цепь из датчика тока, триггера Шмитта, RS-триггера и второго формировател , вход которой подключен к катоду второго тиристора, а выход к вторым входам выходных каскадов, причем выход RS-триггера соединен с вторым входом ключевой схемы, а выходы выходных каскадов подключены к базам транзисторов .

На чертеже приведена схема преобразовател  частоты.

Преобразователь частоты содержит

блок питани  и резонансный инвертор, подключенный входными выводами к выходным выводам блока питани  и состо щий из первого 1 и второго 2 последовательно сое0 диненных тиристоров, зашунтированных конденсатором фильтра 3 и подключенных к входным выводам инвертора, и последовательную цепочку из коммутирующего дроссел  4, коммутирующего конденсатора 5 и

5 выходных выводов (нагрузки) 6, шунтирующую второй тиристор, блок питани  которого выполнен в виде однофазного моста на диодах 7-10, последовательно с диодами катодной группы которого включены пер0 вый транзистор 11, перва  первична  обмотка 12 первого трансформатора тока, перва  первична  обмотка 13 второго трансформатора тока и соответственно второй транзистор 14, втора  первична  обмот5 ка 15 второго трансформатора тока и втора  первична  обмотка 16 первого трансформатора тока, первичные обмотки трансформаторов тока включены встречно, вторична  обмотка 17 первого трансформатора тока

0 подключена параллельно переходу эмиттер-база первого транзистора, а вторична  обмотка 18 второго трансформатора тока подключена параллельно переходу эмиттер-база второго транзистора, две пары

5 встречно-последовательно включенных стабилитронов 19-22, шунтирующих переходы эмиттер-база первого и второго транзисторов соответственно, последовательною цепь из датчика напр жени  23. нуль-органа

0 24, первого формировател  25 и ключевой схемы 26, входом подключенную к входным выводам диодного моста, два выходных каскада 27, 28, первые входы которых соединены с выходом ключевой схемы,

5 последовательную цепь из датчика юка 29. триггера Шмитта 30, RS-триггера 31 и второго формировател  32, вход которой подключен к катоду второго тиристора, а выход - к вторым входам выходных каскадов. Вы0 ход RS-триггера соединен с вторым входом ключевой схемы, а выходы выходных каскадов подключены к базам транзисторов.

Преобразователь частоты работает следующим образом.

5 Сетевое напр жение поступает на вход диодного моста и датчика напр жени  23. В момент перехода сетевого напр жени  через нуль на выходе нуль-органа 24 формируетс  короткий импульс. Формирователем 25 из импульсов нуль-органа 24 формируетс 

импульс заданной длительности. Импульсы с выхода формировател  25 через ключевую схему 26 поступают на входы выходных каскадов 27, 28.

Выходные каскады усиливают исходные импульсы до необходимой амплитуды. Импульсы с выходов выходных каскадов 27, 28 подаютс  на базы транзисторов 11, 14 и обеспечивают их поочередное отпирание. При отпирании транзисторов 11,14 отпираютс  диоды соответствующей диагонали моста. В результате через первичные обмотки 12, 13 или 15, 16 трансформаторов тока начинает протекать ток. При этом ток диагонали моста измен етс  в соответствии с изменением сетевого напр жени . Рост тока через первичные обмотки 12, 13, 15, 16 трансформаторов тока приводит к пропорциональному возрастанию базового тока соответствующего транзистора 11. 14 (за счет положительной обратной св зи).

При смене пол рности сетевого напр жени  работающий транзистор (11 или 14) выключаетс  и производитс  включение второго транзистора (14 или 11) по сигналу с выходов выходных каскадов 27. 28. Выпр мленное напр жение с выхода блока питани  подаетс  на конденсатор фильтра 3. Отфильтрованное знакопосто нное напр жение с конденсатора 3 прикладываетс  к цепи из последовательно включенных тиристоров 1, 2. Импульсы управлени  на тиристоры 1. 2 поступают поочередно. Включение соответствующего тиристора 1 (или 2) обеспечивает формирование полуволны выходного переменного тока в нагрузке 6 за счет колебательного перезар да коммутирующего конденсатора 5 через коммутирующий дроссель 4 и нагрузку 6.

При срыве инвертировани  или недопустимом возрастании тока через тиристоры

I,2 возрастает уровень сигнала на выходе датчика тока 29. Рост сигнала на выходе датчика 29 приводит к срабатыванию триггера Шмитта 30 и переводу RS-триггера 31 в состо ние запрета подачи импульсов управлени  на транзисторы блока питани  11, 14. По сигналу с выхода RS-триггера 31 ключева  схема 26 отключает выход формировател  25 от выходных каскадов 27, 28, а на выходе второго формировател  32 формируетс  импульс, обеспечивающий запирание транзисторов 11, 14.

Работа трансформаторов тока и использование положительной обратной св зи обеспечивают управление транзисторами

II,14 с помощью коротких импульсов и пропорциональное изменение коллекторного и базового токов транзисторов, что позвол ет снизить мощность управлени  и

массогабаритные показатели транзисторных ключей и их цепей управлени .

Цепи из встречно включенных г.габппиг- ронов 19, 20 и 21, 22 защищают переходы

эмиттер-база транзисторов 11, 14 от перенапр жений . Включение дополнительных обмоток трансформаторов тока в противоположные диагонали диодного моста предотвращает подмагничивание сердечников

0 трансформаторов и позвол ет уменьшить их массогабаритные показатели.

По сравнению с прототипом установленна  мощность элементов за вл емого преобразовател  может быть снижена ори5 ентировочно на 35-40%, что позвол ет снизить его вес на 5-7% и габариты преобразовател  ориентировочно на 10- 12% (дл  преобразователей на мощности в единицы киловатт). В за вленном: преобра0 зователе частоты за счет обеспечени  возможности быстрого отключени  в аварийных ситуаци х элементы силовой части рассчитываютс  на токи, близкие к номинальным . Отсутствие возможности

5 оперативного отключени  требует установки элементов, рассчитанных на токи, существенно превышающие номинальные.

По сравнению с прототипом за вл емый преобразователь частоты имеет более

0 высокую надежность работы.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Преобразователь частоты, содержащий блок питани  и резонансный инвертор, подключенный входными выводами к выход5 ным выводам блока питани  и состо щий из первого и второго последовательно соединенных тиристоров, зашунтированных конденсатором фильтра и подключенных к входным выводам инвертора, и последова0 тельной цепочки из коммутирующего дроссел , коммутирующего конденсатора и выходных выводов, шунтирующей второй тиристор, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  массогабаритных показа5 телей, блок питани  выполнен в виде однофазного диодного моста, последовательно с диодами катодной группы которого включены первый транзистор, перва  первична  обмотка первого трансформатора тока, пер0 ва  первична  обмотка второго трансформатор тока и соответственно второй транзистор, втора  первична  обмотка второго трансформатора тока и втора  первична  обмотка первого трансформатора тока,

   5 первичные обмотки трансформаторов тока включены встречно, вторична  обмотка первого трансформатора тока подключена параллельно переходу эмиттер-база первого транзистора, а вторична  обмотка второго трансформатора тока подключена параллельно переходу эмиттер-база второго транзистора, введены две пары встречно- последовательно включенных стабилитронов , шунтирующих переходы эмиттер-база первого и второго транзисторов соответственно, последовательна  цепь из датчика напр жени , нуль-органа, первого формировател  и ключевой схе- Хш, входом подключенна  к входным выводам диодного моста, два выходных

   каскада, первые входы которых соединены с выходом ключевой схемы, последовательна  цепь из датчика тока, триггера Шмитта, RS-триггера и второго формировател , вход которой подключен к катоду второго тиристора , а выход к вторым входам выходных каскадов, причем выход RS-триггера соединен с вторым входом ключевой схемы, а выходы выходных каскадов подключены к базам транзисторов.