SU1220089A1 - Инвертор - Google Patents

Abstract

Инвертор относитс  к источникам питани  повышенной частоты с последовательным или последовательно-параллельным соединением.Цель изобретени  Jo-b (Л

Description

расширение диапазона регулировани  напр жени  и повышение надежности. Устройство содержит управл емые вентили 3, 4, двухсекционный дроссель 5, два основных конденсатора 6, 8, выходной трансформатор (Тр) 11, первичные обмотки 9 и 10 которого перекрестно соединены с разделенными секци ми обмоток дроссел  5, Введение дополнительного конденсатора (К) 7, управл емого вентил  (УВ) 16, выпр мител  (В) 15 и блока управлени , снабженно1

Изобретение относитс  к силовой преобразовательной технике, конкретнее к классу последовательных и последовательно-параллельных инверторов , и может быть использовано в ка- честве источника питани  повышенной частоты.

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона регулировани  напр жени  и повышение надежности.

На фиг.1 показана принципиальна  схема силовой части предлагаемого инвертора; на фиг.2 - одно из возможных исполнений узла принудительной конденсаторной коммутации дополнительного управл емого вентил ; на фиг.З - функциональна  схема управлени  основными вентил ми инвертора; на фиг.4 - то же, дл  дополнительного управл емого вентил ; на фиг.5 - временные диаграммы, ха- рактеризуюш1ие управление дополнительным вентилем, когда среднее напр жение на дополнительном конденсаторе положительно; на фиг.6 - то же, когда среднее напр жение на дополнительном конденсаторе отрицательно.

К выводам 1 и 2 источника посто-  нного тока (фиг.1) через управл емые вентили 3 и. 4 подсоединен двухсекционный дроссель 5. К тем же выводам 1 и 2 подключены три последовательно соединенные конденсатора 6К среднему из них, конденсатору 7, перекрестно через первичные обмотки 9 и 10 выходного трансформатора 1 1 подсоединены вторые выводы раз 0089

го узлом фазового сдвига управл ющих импульсов, обеспечивает регулирование выходного напр жени . УВ 16 производит подзар д К 7 через В 15 от дополнительной вторичной обмотки 14 Тр 11, при этом устанавливаетс - напр жение, которое при согласном включении то с Кб, то с К 8 поддерживает: повьш1енное напр жение на Тр 11, либо при отрицательной составл ющей на К 7 создает пониженное напр жение на Тр. 11.6 ил.

5

0

5

0

деленных секций обмотки дроссел  5. К основной вторичной обмотке 12 трансформатора 11 подключено сопротивление нагрузки 13, а дополнительна  вторична  обмотка 14 через выпр митель 15 и дополнительный управл емый вентиль (тиристор) 16 также подсоединена к конденсатору 7.

В узел 17 принудительной конденсаторной коммутации (фиг.2) вход т коммутирующий конденсатор 18, коммутирующий дроссель 19, управл ющий зар жающий тиристор 20, управл ющий коммутирующий тиристор 21, открытие которого позвол ет конденсатору 18 закрыть силовой управл емый вентиль 16 Узел 17 выполнен по одной из известных схем и не нуждаетс  в детальном описании св зей между элементами.

Блок управлени  (фиг.З) содержит задатчик частоты, который выполнен в данном случае в виде последовательно соединенных задающего генератора 22 синусоидальных колебаний, формировател  (пр моугольных) импульсов 23 и триггера 24.

Блок управлени  (фиг.4) дополнительным тиристором 16 и вспомогательными тиристорами узла 17 принудительной коммутации содержит компаратор 25, усилительно-разв зывающий узел 26 и фазосдвигающий узел 27, тут же показана адресаци  управл ющих импульсов.

Дл  сравнени  в компараторе 25 с

5 управл ющим посто нным напр жением U, берут переменное напр жение, пропорциональное входному току i|(g,, выходного трансформатора 11 (фиг.5).

В

Блок-схема (фиг.4) может быть.выполнена также по второму варианту, при котором в качестве блока 25 устанавливают формирователь импульсов аналогичный блоку 23, входом св зан- ный с выходом задающего генератора 2 ( фиг.З), а в качестве блока 26 второй фазосдвигающий узел.

На фиг.З и 6 прин тые следующие обозначени : Ug, U, Ug - мгновенные значени  напр жени  соответственно на конденсаторах 6, 7 и 8| U(2 - напр жение на выходах 1 и 2 источника посто нного тока; - сумма токов в первичных обмотках 9 и 10 трансформатора 11; U - напр жение на дополнительной обмотке 14 трансформатора 11; Ujg - управл ю- пщй импульс от элемента 26 на эле- менТы 16 и 20, возникающий при k/i,, , где k/U,, - величина пропорциональна  двухполупериодно- выпр мленному току i,, g, ; U - управл ющий импульс от элемента 27 ка элемент 21 (фиг.4); t - врем .

Предлагаемый инвертор работает следующим образом.

Предположим, что у всех конденса торов 6-8 емкости одинаковые, а вентиль 16 сначала посто нно закрыт. Если работа начинаетс , например, с открыти  управл емого вентил  3, то под воздействием напр жени  включени , равного 0,66 и,2 (где U,2 - напр жение посто нного тока на выводах 1 и 2), в результате резонансного процесса проходит импульс тока через вентиль 3, секцию обмотки дроссел  5, первичную обмотку 9 трансформатора 11, далее импульс тока разветвл етс : две трети его подзар жают конденсатор 8, а одна треть в разр дном направлении проходит через последовательно включенные конденсаторы 7 и 6 . После закрыти  вентил  3 и открыти  управл емого вентил  4 под действием напр жени  включени , равного приблизительно 0,66 1)2 проходит второй импульс тока, который разветвл етс : две трети его подзар жают конденсатор 6, а одна треть в разр дном направлении проходит через последовательно включенные конденсаторы 8 и 7, затем в об- ратном направлении колебательный импульс идет через первичную обмотку 1 трансформатора 11, далее через вто

5 0 5

5

0

0

5

0

рую сек:щю обмотки дроссел  5 и управл емый вентиль 4,

Таким образом, в предлагаемом инверторе под воздействием напр жени  включени , равного приблизительно 0,66 и,2 ) за первые два такта получают один период колебани  переменного тока в первичных обмотках трансформатора 11, но восстановлени  исходных напр жений на конденса- ,торах не происходит: на конденсаторах 8 и 6 остаетс  подзар д током в одну треть колебательного импульса, а конденсатор 7 совсем не подзар жаетс  и у него за два такта происходит только разр д два раза током в одну треть упом нутого импульса.

Аналогичное рассмотрение работы известного инвертора, показывает, что в нем под воздействием напр жени , равного пpиблизиteльнo 0,5 U , за первые два такта получают в обмотке выходного трансформатора один период колебани  переменного тока, причем исходные напр жени  на конденсаторах восстанавливаютс .

При последующих парах тактов в предлагаемом инверторе возрастает напр жение на конденсаторах 8 и 6,но уменьшаетс  напр жение на конденсаторе 7. Когда напр жение на конденсаторе 7 станет равным нулю, предлагаемый инвертор окажетс  в услови х работы известного инвертора. Затем .с каждой парой тактов рост напр жений на конденсаторах 8 и 6 продолжаетс , а на конденсаторе 7 начнет расти напр жение обратной пол рности, при этом величина колебательных импульсов через первичные обмотки трансформатора 11 продолжает уменьшатьс . Описанное изменение условий работы предлагаемого инвертора само собой прекратитс , когда на каждом из конденсаторов 8 и 6 напр жение сделает- .с  равным , а на конденсаторе 7 будет (-U,j ), причем величина колебательных импульсов в первичных обмотках трансформатора 11 окажетс  равной нулю.

Однако можно в любом положении остановить изменение условий работы предлагаемого инвертора, если поддер живать посто нным характерное напр жение на конденсаторе 7, т.е. напр жение , имеющее место при нулевом мгновенном значении колебательного напр жени  на этом конденсаторе.Дл  .этой цели служит управл емый вен512

тиль 16, который от дополнительной вторичной обмотки 1А трансформатора 11 через выпр митель 15 может производить соответствующий подза- р д конденсатора 7. Таким регулированием целесообразно, например, устанавливать напр жение включени  управл емых вентилей 3 и 4 в пределах между 0,66 и,2 и 0,5 U , При этом час ть энергии выходного трансформатора 11 параллельно через вторичную о бмотку 14, а затем через элементы 15 и 16 передаетс  на конденсатор 7, который в поочередном согласном включении то с конденсатором 6, то с конденсатором 8 поддерживает повышенное напр жение на выходном трансформато- .ре 11.

На фиг.5 показаны временные диаграммы при условии, что дополнительным управл емым вентилем 16 поддерживаетс  заданное положительное характерное напр жение на конденсато-. ре 7. Когда в блоке 25 двухполупе- риодно выпр мленное напр жение k/i, g превысит заданное управл ющее напр жение UM (фиг,56), то возникает,, управл ющий импульс , который откроет силовой вентиль 16 и управл ющий тиристор 20 (через последний начнет зар жатьс  коммутирующий конденсатор 18). Напр жение U,,, на обмотке 14, превыша  напр жение U на конденсаторе 7, после открыти  вентил  16 начнет подзар д конденсатора 7 . В зависимости от заданных параметров в блоке 27 по витс  управл ющий импульс , который откроет управл ющий коммутирующий тиристор 2 вследствие чего закроетс  силовой вентиль 16 и зар д конденсатора 7 прекратитс  даже в услови х, когда

,.

Регулирование, при котором напр жение включени  вентилей 3 и 4 находитс  в пределах между 0,5 и 0,33 и,2 (фиг.6), происходит при на- личи на конденсаторе 7 отрицательно го характерного напр жени  (с модулем в пределах 0-0,33 и,г ). При этом

00896

например, несмотр  на относительно большую посто нную составл ющую на разр жающемс  конденсаторе 6 и 8 (до 0,66 и,) из-за поддерживаемой 5 вентилем 16 отрицательной посто нной составл ющей напр жени  на конденсаторе 7 (до 0,33 ), обща  посто нна  составл юща  разр дного напр жени  значительно уменьшена (до 0,33 U)

10 и такую же величину имеет напр жение включени  вентилей 3 или 4, т.е. предлагаемьм инвертор создает на нагрузке пониженное напр жение.

Второй вариант управлени  венти15 лен 16  вл етс  более простым, но первый вариант управлени  более надежен , поскольку предусматривает контроль тока на входе выходного трансформатора.

20

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   f

   Инвертор, содержащий двухсекционный дроссель, секции которого св за25 ны с шинами питани  через два основных управл емых вентил , два основных конденсатора, одни обкладки которых подключены к разноименным шинам питани , а также выходной трансформатор и блок управлени , включаюш 1Й за- датчик частоты, св занный своим выходом с управл емыми входами основных вентилей, отличающий- с   тем, что, с целью расширени  диапазона регулировани  напр жени 

   5 и повышени  надежности, между другими обкладками двух основных конденсаторов включен дополнительный конденсатор , к обкладкам последнего через две первичные обмотки выходного 0 трансформатора перекрестно подсоединены вторые выводы разделенных секций обмотки двухсекционного дроссел , причем к обкладкам этого дополнительного конденсатора через дополнительный управл емый вентиль подключен выход введенного выпр мител , вход которого подсоединен к дополнительной обмотке выходного трансформатора , а блок управлени  снабжен узлом фазового сдвига управл ющих импульсов дополнительного управл емого вентил .

   30

   5

   0

   Фчг.г

   Hi

   Ib

   К tnuflucm.

   Sw

   Л

   V

   /f muptKffi. IS,20 Фиъ.Ц

   / .

   Редактор -Н.Гунько

   Составитель Г.Мыцык

   Техред Л.Олейник Корректор Е.Сирохман

   1329/58 Тираж 631Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Филиал ШШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   Фиг. 6