Послідовний резонансний інвертор

Послідовний резонансний інвертор з подвоєнням частоти і діодами зустрічного струму, що складається з фільтрового дроселя, включеного в коло живлення постійного струму інвертора, 3 На Фіг.1. зображено схему послідовного резонансного інвертора з подвоєнням частоти і діодами зустрічного струму, на Фіг.2. - типові криві зміни відносного значення напруги на конденсаторі UС що компенсує відносно напруги живлення інвертора Ud та відносного значення напруги на конденсаторах UС1* і UС2* попередньої схеми за період Т індукційного нагрівання металу. Послідовний резонансний інвертор з подвоєнням частоти і діодами зустрічного струму складається з фільтрового дроселя 1, включеного в коло живлення постійного струму інвертора, чотирьох тиристорів 2, 3, 4, 5 і зустрічнопаралельно підключених до них діодів 6, 7, 8, 9, зібраних в мостову схему, комутуючих конденсатора 10 й індуктивності 11, з’єднаних послідовно та утворюють комутуючий контур і підключених до діагоналі мосту та послідовно з’єднаних у вихідному колі інвертора і підключених паралельно мосту розділового конденсатора 12, індуктивності 13 і а навантажувального контуру інвертора, що складається з двох паралельно з’єднаних гілок, одна з яких містить регульовану індуктивність 14, а друга - послідовно з’єднані регульовану індуктивність 15 та навантаження 16, до якого паралельно підключено компенсуючий конденсатор 17. Працює послідовний резонансний інвертор таким чином. При зачинених тиристорах від джерела живлення постійної напруги через фільтровий дросель 1 вхідний струм навантажувального контуру протікає згори до низу, напрямок якого умовно приймають за позитивний, що дорівнює постійній складової вхідного струму інвертора. При відчиненні тиристори 2 і 5 починається коливальне перезарядження комутуючого конденсатора 10 по колу 2-10-11-5-16-15-13-12-2. Вхідний струм навантажувального контуру змінює напрямок і починає протікати знизу до гори за коливальним законом. Після того, як напруга на конденсаторі 10 стане вище напруги джерела живлення і досягне максимального значення, в цей момент коливальний струм, що тече через тиристори 2 і 5 пройде через нуль та зачинить ці тиристори. Одночасно відчиняються діоди зустрічного струму 6 і 9 і коливальний струм змінює напрямок та починається коливальне перезарядження комутуючого конденсатора 10 по колу 6-12-13-15-16-9-1110-6. Коливальний струм, що тече через діоди 6 і 9, пройде через нуль та зачинить ці діоди. Отже вхідний стум навантажувального контуру визначається змінною складовою комутуючого струму тиристорно-діодної комірки та постійною складовою вхідного струму інвертора. Далі в роботі інвертора наступає пауза, введення якої дозволяє гарантовано відновити замикаючі властивості тиристорів 2 і 5. За час паузи не припиняється перезарядження комутуючого конденсатора 10 та вхідний стум навантажувального контуру дорівнює постійною складовою вхідного струму інвертора. По закінченні паузи відчиняються тиристори 3 і 4, і знову продовжується перезарядження комутуючого конденсатора 10. Як тільки напруга на 26159 4 конденсаторі 10 досягне протилежного максимального значення, в цей момент коливальний струм, що тече через тиристори 3 і 4 пройде через нуль та зачинить ці тиристори. У момент закритті тиристорів 3 і 4 відмикаються діоди 7 і 8, а після їхнього зачинення, через деякий інтервал часу, знову відчиняються тиристори 2 і 5 тощо. Вихідна частота інвертора вдвоє вище частоти керування тиристорами моста. Оскільки одному і тому же напрямку вхідного струму навантажувального контуру відповідає різний напрямок коливального струму в колі з комутуючим конденсатором 10. Цей інвертор дозволяє з постійною частотою керування його тиристорами забезпечити максимальну потужність перетворювача частоти на протязі всього процесу індукційного нагрівання металів завдяки наявності в навантажувальному контурі двох регульованих індуктивностей 14 і 15, та конденсатора 17, що компенсує реактивну складову еквівалентного опору навантажувального контуру. Зміна параметрів регульованих індуктивностей 14 і 15 дозволяє скомпонувати зміни параметрів навантаження 16 при цьому забезпечив резонансну настройку навантажувального контуру зі стабілізацією необхідного значення його активного еквівалентного опору. Резонанс досягається збігом фаз першої гармоніки вхідного струму навантажувального контуру та напруги на ньому, при цьому еквівалентний опір навантажувального контуру інвертора є чисто активним. При зміні параметрів навантаження 16 у процесі індукційного нагрівання металів змінюються і значення величин резонансної частоти навантажувального контуру і його активного еквівалентного опору. Для компенсації цих змін і підтриманні на незмінному заданому рівні необхідне регулювання індуктивностей 14 і 15 по певному алгоритму відповідно до змін параметрів навантаження 16, що призводить до зменшенню напруги на конденсаторі 17, що компенсує та його реактивної потужності у порівнянні з попередньою схемою навантажувального контуру. На Фіг.2. наведено типові криві зміни відносного значення напруги на конденсаторі UС, що компенсує відносно напруги живлення інвертора Ud та відносного значення напруги на конденсаторах UС1* і UС2* попередньої схеми при зміні параметрів навантаження 16 за період Т індукційного нагрівання металу. Разом з тим, за рахунок того, що в навантажувальному контурі застосовується лише один компенсуючий конденсатор підвищується надійність роботи перетворювача частоти, оскільки надійність визначається кількістю силових елементів перетворювача. Таким чином, наявність в навантажувальному контурі лише одного компенсуючого конденсатора та схема його підключення забезпечує узгодження перетворювача частоти з навантаженням зі стабілізацією максимальної потужності перетворювача протягом усього періоду індукційного нагрівання металу, що супроводжується зниженням напруги на конденсаторі, а також підвищує надійність роботи перетворювача частоти. 5 Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 26159 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601