CS225601B1 - Zapojení pro omezení vlivu změn zátěže na parametry vstupního obvodu měniče - Google Patents

Description

Vynález se týká zapojení pro omezení vlivu změn zátěže na parametry vstupního obvodu měniče aspoň s jedním výstupním obvodem, v němž je aspoň jeden induktivní prvek, magneticky vázaný s jemu příslušejícím induktivním prvkem vstupního obvodu.

V užívaných zapojeních je obvykle připojena zátěž na měnič pomocí transformátoru, přičemž magnetizační a rozptylové indukčnosti spolu s převodem indukčních složek zátěže na primár transformátoru tvoří induktivní složku vstupního obvodu měniče. Změny impedance zátěže připojené transformátorovou vazbou ke vstupu měniče ovlivňují bezprostředně parametry vstupního obvodu. Při použití takového zapojení pro zařízení s velkou změnou impedance zátěže, např. u zdrojů pro obloukové svařování, kde se impedance zátěže maní prakticky od nuly do nekonečna, dochází k přetěžování obvykle polovodičového spínače, např. tranzistoru nebo tyristoru. Aby nedocházelo k poruchám, musí být spínač vlastně předimenzován, zejména s ohledem na dovolený maximální proud a maximální ztráty. U aplikací s výkonem na mezi možností zatím vyráběných polovodičových spínačů, zejména tranzistorů, by docházelo k jejich poškození a bylo by nutno uskutečnit složitější a tím i dražší zapojení, např. paralelní chod, s nižší spolehlivostí. Popřípadě je nutno omezit regulační rozsah, čímž Často měnič pracuje daleko mimo oblast optimální účinnosti.

Účelem vynálezu ]?ylo odstranit vpředu uvedené nevýhody, čehož se podle podstaty vynálezu docílilo tím, že v sérii s induktivním prvkem výstupního obvodu, magneticky vázaným s induktivním prvkem vstupního obvodu, je zapojen usměrňovači prvek polovaný v propustném směru

225 601

225 601 proudu indukovaného zánikem proudu vstupního obvodu.

Příklady zapojení podle vynálezu jsou dále popsány a jejich činnost vysvětlena pomocí vý· křesů, z nichž je na: obr. 1 základní zapojení měniče, obr. 2 zapojení třífázového měniče, obr. 3 zapojení výstupních signálů fázově posunutých o 180° el. s usměrňovačem a filtrem připojeným k výstupu měniče a s tranzistory ve vstupním obvodu, obr. 4 varianta předchozího zapojení s tyristory.

Na obr. 1 základního zapojení podlé vynálezu je ve vstupním obvodu měniče zapojen zdroj U napětí nebo proudu v sérii se spínačem S a induktivním prvkem A, magneticky vázaným s induktivním prvkem E v sérii s usměrňovacím prvkem D vstupního obvodu, k jehož svorkám je připojena zátěž 2. Usměrňovači prvek D ve výstupním obvodu je vzhledem k vinutí induktivních prvků polován tak, že vede jen proud vzniklý zánikem proudu vstupního obvodu.

Sepnutím spínače S začne vstupním obvodem protékat proud I ze zdroje U napětí nebo proudu ve směru označeném Šipkou. Strmost nárůstů proudu určuje v podstatě indukčnost induktivního prvku A. Magnetickou vazbou induktivních prvků A a E se indukuje v induktivním prvku E napětí. Vzájemnou orientací vinutí obou induktivních prvků A a E a usměrňovacího prvku D však nemůže proud zátěží 2, protékat, protože usměrňovači prvek D je polován v závěrném směru. Při přerušení proudu spínačem S ve vstupním obvodu dochází ke změně polarity napětí na induktivních prvcích A. a E, usměrňovači prvek D je nyní polován v propustném směru a zátěží 2 protéká proud, jímž se odčerpává energie elektromagnetického pole akumulovaná induktivním prvkem A. Celý cyklus je možno opakovat, přičemž je možno měnit frekvenci spínání i dobu sepnutí.

Na obr. 2 je vyznačeno zapojení třífázového měniče podle vynálezu. Vztahové značky v tomto obraze, jakož i v následujících jsou shodná se značkami v obr. 1, jsou jen doplněny příslušnými indexy paralelních zapojení. Spínače Sl, S2 a S3 jsou spínány cyklicky za sebou v intervalu rovnám 3^* = 120°. Takto, popřípadě u n-pulzních soustav, lze i se spínači s malým dovoleným proudem dosáhnout velkých výstupních proudů měniče. Rovněž se sníží nároky na filtrační prvky na výstupu měniče.

V příkladu zapojení podle obr. 3 jsou jako spínače Sl a S2 použity tranzistory, které jsou spínány vzájemně proti sobě o 180° posunutými pulzy. K výstupnímu obvodu měniče je připojen běžný LC filtr.

Obr. 4 představuje variantu zapojení podle vynálezu s tyristory ve funkci spínačů Sl a S2. Kapacita kondenzátoru a a C2 je mnohem větší než kapacita pracovního kondenzátoru 22 určujícího dobu, po kterou vstupním obvodem po zapálení tyristoru protéká proud při dané indukčnosti induktivního prvku AI resp. A2. Pracovní kondenzátor 22 je společný pro oba měniče a je při provozu střídavě přebíjen. V zapojení bez tohoto pracovního kondenzátoru C3 by bylo možné přerušit proud tyristory některým z obvyklých zapojení pro nucenou komutaci.

Zapojení podle vynálezu je vhodné zejména pro silové obvody měničů určených pro zařízení s velkou změnou impedance zátěže a s velkým regulačním rozsahem, zejména pro středofrekvenční zdroje pro obloukové svařování, záskokové zdroje s malou hmotností apod.

225 601

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Zapojení pro omezení vlivu změn zátěže na parametry vstupního obvodu měniče aspoň s jed ním výstupním obvodem, v němž je aspoň jeden induktivní prvek magneticky vázán s jemu příslušejícím induktivním prvkem vstupního obvodu, vyznačené tím, že v sérii s induktiv ním prvkem E výstupního obvodu magneticky vázaným s induktivním prvkem A vstupního obvo du je zapojen usměrňovači prvek D polovaný v propustném směru proudu indukovaného zánikem proudu vstupního obvodu.