SU838968A1

SU838968A1 - Inverter

Info

Publication number: SU838968A1
Application number: SU792819087A
Authority: SU
Inventors: Иршат Лутфуллович Аитов; Фарит Хамитович Кутдусов
Original assignee: Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1979-09-17
Filing date: 1979-09-17
Publication date: 1981-06-15

Description

(54) ИНВЕРТОР(54) INVERTER

1one

Изобретение относитс к преобра зовательной технике иможет найти .широкое применение в технике индукционного нагрева.The invention relates to a conversion technique and can be widely used in the technique of induction heating.

Известны инверторы, содержащие тиристорные чейки с нагрузкой, включенной последовательно с конденсатором , и имек цие .ограничение перенапр жений на тиристорах при изменении нагрузки в широких пределах 1 и 2 .Inverters are known that contain thyristor cells with a load connected in series with a capacitor, and have a limitation of overvoltages on the thyristors when the load varies within wide limits 1 and 2.

Недостатками указанных инверторов вл ютс наличие значительных перенапр жений на повышенных частотах инвертировани при обрыве тока через отсекающие диоды . Неидентичность параметров отсекающих диодов приводит к неравномерному распределению обратного напр жени на тиристорах, инвертора, что значительно снижает, надежность инвертороThe disadvantages of these inverters are the presence of significant overvoltages at higher inversion frequencies in the event of a current break through the cut-off diodes. The non-identical parameters of the cutting diodes leads to an uneven distribution of the reverse voltage across the thyristors, the inverter, which significantly reduces the reliability of the inverter

Наиболее близким по технической суности и достигаемому результату к прелагаемому вл етс тиристорный инвертор со стабилизирующими диодами, содержащий фильтровую индуктивность тиристорные мосты, соединенные последовательно через коммутирующую индуктивность, нагрузку, включенную .между точкой соединени фильтровых The closest in technical sensitivity and the achieved result to the proposed one is a thyristor inverter with stabilizing diodes containing a filter inductance thyristor bridges connected in series through a switching inductance, a load connected between the connection point of the filter

конденсаторов и средней точкой коммутирующих индуктивностей, отсекающие диоды, подключенные одним выводом к общим точкам тиристорных мостов и коммутирующих индуктивностей , а другим - к источнику питани 3 .the capacitors and the midpoint of the switching inductances, cut off the diodes connected by one pin to the common points of the thyristor bridges and the switching inductances, and the other to the power source 3.

Недостат :ами данного устройства вл ютс значительное увеличение Disadvantage: The devices of this device are a significant increase

0 перенапр жений на повышенных частотах инвертировани при обрыве 1тока отсекающих диодов и их неравномерное распределение по тиристорам , что значительно снижает надежность инвертора.0 overvoltages at higher inversion frequencies in case of a break of 1 current of cutting diodes and their uneven distribution over the thyristors, which significantly reduces the reliability of the inverter.

Цель изобретени - .повышение надежности и КПД устройства, равномерное распределение и снижениеThe purpose of the invention is to increase the reliability and efficiency of the device, uniform distribution and reduction

0 перенапр жений по тиристорам ннвертора при расширении его частотного диапазона.0 overvoltages across the inverter thyristors when expanding its frequency range.

Поставленна цель достигаетс тем, что инвертор, содержащий подключенные ко входным вьшодам через дроссель фильтра два тиристорных моста, соединенных последовательно между собой через коммутирую«1ие {дроссели, и цепочку из двух после0 иовательно соединенных фильтровыхThe goal is achieved by the fact that an inverter containing two thyristor bridges connected to the input outputs through a filter choke, connected in series with each other via commutation "1 {chokes, and a chain of two successively connected filters

конденсаторов, обща точка которых соединена с первым выходным выводом а точка соединени коммутирующих дросселей - со вторым выходным выводом , а также отсекающие диоды, подключенные одними электродами к однрименным группам тиристорных мостов, соединенным с коммутирующим дроссел ми, снабжен двум магнитосв занными дроссел ми, одни концы которых соединены с другими электродами отсекающих диодов, а другие их концы подключены к соответствующим концам указанной цепочки из дву конденсаторов, что существенно снижает скорость изменени и амплитуду тока через отсекающие диоды, при которых происходит обрыв тока, за счет значительно снижающегос перенапр жени , повышаетс надежность и КПД устройства.capacitors, the common point of which is connected to the first output terminal and the connection point of the commutating chokes - to the second output pin, as well as the cut-off diodes connected by one electrodes to one-time groups of thyristor bridges connected to the commutating throttles, are equipped with two magnetic connected chokes, one which are connected to other electrodes of the cutting diodes, and their other ends are connected to the corresponding ends of the specified chain of two capacitors, which significantly reduces the rate of change and the amplitude of the current through the shut-off diodes, at which the current is broken, due to the greatly reduced overvoltage, increases the reliability and efficiency of the device.

На чертеже приведена схема предлагаемого инвертора.The drawing shows the scheme of the proposed inverter.

Инвертор содержит фильтровую индуктивность 1, тиристорные мосты, состо щие из тиристоров 2-9 и коммутирующих конденсаторов 10 и И в диагонал х мостов, и соединенные последовательно через коммутирующие дроссели 12 и 13 нагрузку 14, . подключенную между точкой соединени фильтровых конденсаторов 15 и 16 и общей точкой коммутирующих дросселей 12 и 13, отсекающие, диоды 17 и 18, подключенные одним выводом к общим точкам тиристорных мостов и коммутирующих дросселей 12 и 13. В цепи отсекающих диодов 17 и 18 включены магнитосв занные дроссели 19 и 20 причем одни из их выводов подключены непосредственно к фильтровым конденсаторам.The inverter contains filter inductance 1, thyristor bridges consisting of thyristors 2-9 and switching capacitors 10 and I in the diagonal of bridges, and connected in series through switching commutators 12 and 13 to load 14,. connected between the connection point of the filter capacitors 15 and 16 and the common point of the switching inductors 12 and 13, the cut-off diodes 17 and 18, connected by one output to the common points of the thyristor bridges and the switching chokes 12 and 13. Magnetically coupled the throttles 19 and 20 and one of their conclusions are connected directly to the filter capacitors.

Работа высокочастотного инвертора в установившемс режиме осуществл етс следующим образом.The operation of the high-frequency inverter in a steady state is carried out as follows.

Вначале подаютс импульсы управлени на тиристоры 2 и 4 и коммутирующий конденсатор 10, зар женный с указанной на чертеже пол рностью, перезар жаетс по цепи: коммутирующие конденсатор 10/ тиристор 4, коммутирующий дроссель 12, нагрузка 14, конденсатор 15 фильтра, тиристор 2. При напр жении на коммутирук цем конденсаторе 10, равном суммарному напр жению источника питани на конденсаторах фильтра 15 и 16, открываетс отсекающий диод 17 и за счет включени магнитосв занных дросселей 19 и 20 в цепи отсекающих диодов 17 и 18 включаетс и отсекающий диод 18. Ток через тиристоры 2 и 4 быстро спадае до нул . Энерги , запасенна в коммутирукадем дросселе 12, передаетс конденсаторам 15 и 16 фильтра. Включение магнитосв занных дросселей 19 и 20 в цепи отсекающих диодов 17 и 18 существенно снижаетFirst, control pulses are supplied to thyristors 2 and 4 and switching capacitor 10, charged with polarity indicated in the drawing, is recharged along the circuit: switching capacitor 10 / thyristor 4, switching choke 12, load 14, filter capacitor 15, thyristor 2. When the voltage on the commutator capacitor 10, equal to the total voltage of the power source on the filter capacitors 15 and 16, opens the cut-off diode 17 and by turning on the magnetically connected chokes 19 and 20 in the cut-off diode circuit 17 and 18 turns on and the cut-off diode 18 The current through the thyristors 2 and 4 quickly drops to zero. The energy stored in the commutation compartment of choke 12 is transferred to the filter capacitors 15 and 16. The inclusion of magnetically coupled chokes 19 and 20 in the circuit of the cutting diodes 17 and 18 significantly reduces

скорость изменени и амплитуду тока через диоды 37 и 18, при котор происходит обрыв тока, за счет чего значительно снижаютс перенапр жени и происходит их равномерное распределение по тиристорам инвертора.the rate of change and the amplitude of the current through the diodes 37 and 18, when the current is interrupted, due to which overvoltages are significantly reduced and they are distributed evenly throughout the inverter thyristors.

В следунмций момент времени подаютс импульсы управлени на тиристоры б и 8 и коммутирующий конденсатор 11, зар женный с указанной на чертеже пол рностью, перезар жаетс по цепи: тиристор 8, конденсатор 16 фильтра, нагрузка 14, коммутирующий дроссель 13, тиристор ь. Ток перезар да конденсатора 11 протекает в нагрузке 14 уже в противоположном направлении. При напр жени на коммутирующем конденсаторе 11, равном суммарному напр жению источника питани на конденсаторах 15 и 16 фильтра, открываетс отсекающий диод 18, За счет включени магнитосв занных дросселей 19 и 20 в цепи отсекающих диодов 17 и 18 включаетс и отсекающий диод 17. Ток через тиристоры 6 и 8 быстро спадает до нул . Энерги , запасенн 1 в коммутирующем дросселе 13, переедаетс конденсаторам 15 .и 16 фильтра. Включение магнитосв занных дросселей 19 и 20 в цепи отсекающих диодов 17 и 18 существенно снижает скорость спадани , и амплитуду тока через отсекающие диоды 17 и 18, при которых происходит обрыв тока через диоды 17 и 18. В следующий момент времени подаютс импульсы управлени на тиристоры 3 и 5 и процесс повтор етс .At the moment of time, control pulses are applied to thyristors b and 8 and switching capacitor 11, charged with polarity indicated in the drawing, is recharged along the circuit: thyristor 8, filter capacitor 16, load 14, switching choke 13, thyristor. The recharge current of the capacitor 11 flows in the load 14 already in the opposite direction. When the voltage on the switching capacitor 11 is equal to the total voltage of the power source on the filter capacitors 15 and 16, the cut-off diode 18 is opened. By turning on the magnetically connected chokes 19 and 20, the cut-off diode 17 turns on in the circuit. Current through thyristors 6 and 8 quickly drops to zero. The energy stored by 1 in the switching choke 13 is overfed with the capacitors 15 and 16 of the filter. The inclusion of magnetically coupled chokes 19 and 20 in the circuit of the cutting diodes 17 and 18 significantly reduces the decay rate and the amplitude of the current through the cutting diodes 17 and 18, at which current is broken through the diodes 17 and 18. At the next moment of time control pulses are applied to the thyristors 3 and 5 and the process is repeated.

Благодар включению магнитосв занных дросселей в цепи отсекающих диодов 17 и 18 уменьшаетс скорость di/dt изменени и величина тока через отсекающие диоды, при котором происходит обрыв тока, за счет чего происходит значительное уменьшение перенапр жений и их равномерное распределение по тиристорам инвертора. Повышение КПД обеспечиваетс за счет передачи энергии коммутирующих дросселей 12 и 13 конденсаторам 15 и 16 фильтра. Уменьшение перенапр жений происходи также благодар включению коммутирующих дросселей 12 и 13 параллельно конденсаторам 15 и 16 фильтра при открывании отсекающих диодов 17 и 18.Due to the inclusion of magnetically connected chokes in the cut-off diodes 17 and 18, the di / dt rate of change and the amount of current through the cut-off diodes are reduced, at which current is interrupted, resulting in a significant reduction in overvoltages and their uniform distribution throughout the inverter thyristors. Increased efficiency is achieved by transferring the energy of the commutating chokes 12 and 13 to the filter capacitors 15 and 16. Reduction of overvoltages also occurs due to the inclusion of switching inductors 12 and 13 parallel to the filter capacitors 15 and 16 when opening the cut-off diodes 17 and 18.

Claims

1. Author's certificate of the USSR 221839, cl. H 02 M 5/42, 1966.

2. USSR author's certificate number 367510, cl. H 02 M 5/42, 1973.

3. Mineev V.A. Thyristor inverter with stabilizing diodes - Electrical Engineering, 1974,

NI 6, p. 22