SU1251251A2

SU1251251A2 - Redundant inverter

Info

Publication number: SU1251251A2
Application number: SU843732902A
Authority: SU
Inventors: Владимир Валентинович Соколов; Лев Абрамович Сухман
Original assignee: Харьковский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.В.И.Ленина; Предприятие П/Я Р-6219
Priority date: 1984-04-26
Filing date: 1984-04-26
Publication date: 1986-08-15

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике , может быть использовано во вторичных источниках электропитани и вл етс усовершенствованием изобретени по авт.св. № 782079. Цель изобретени - повьппение надежности путем синхронизации преобразо (ЛThe invention relates to electrical engineering, can be used in secondary power sources and is an improvement of the invention according to the author. No. 782079. The purpose of the invention is to improve reliability by synchronizing the transform (L

Description

вательных чеек (ПЯ). Инвертор содер- онт ПЯ 109, 110, 111 с выходными трансформаторами (Тр) 1, 2, 3 и коммутирующими Тр 65, 66, 67. Тр 63, 66, 67 снабжены дополнительными обмотками 94-99, соединенными между собой последовательно противофазно, и подключены к соответствующему выИзобретение относитс к электротехнике и наибольшее применение может найти во вторичных источниках электропитани , и вл етс усовер- шенствованием изобретени , по авт. св. № 782079.lateral cells (PJ). The inverter contains PN 10, 110, 111 with output transformers (Tr) 1, 2, 3 and switching Tr 65, 66, 67. Tr 63, 66, 67 are supplied with additional windings 94-99 connected in series in antiphase and Connected to the corresponding invention. The invention relates to electrical engineering and can be found most widely in secondary power sources, and is an improvement of the invention, as per aut. St. No. 782079.

Цель изобретени - повышение надежности путем синхронизации преобразовательных чеек.The purpose of the invention is to increase reliability by synchronizing the converter cells.

На чертеже представлена схема резервированного инвертора.The drawing shows a redundant inverter circuit.

Резервированный инве ртор содержит выходные трансформаторы 1-3. Первичные обмотки 4и5, 6и7, 8и9 ука- занных трансформаторов соединены с управл емыми ключами 10 и 11, 12 и 1 14 и IS соответственно. Через указанные ключи они соединены с управ- ключами 16 и 17, 18 и 19, 20 и 21. Управление ключами 10 и II осуществл етс от схемы з равлени 22, управление ключами 12 и 13 осуществл етс от схемы управлени 23, управление ключами 14 и 15 осуществл етс от схемы управлени 24, управление ключами 16 и 17, J8 и 19, 20 и 21 осуществл етс схемами уп- ,равлени 25-27 соответственно.The reserved investor contains output transformers 1-3. The primary windings 4 and 5, 6 and 7, 8 and 9 of these transformers are connected to controllable switches 10 and 11, 12 and 1 14 and IS, respectively. Through these keys, they are connected to the control keys 16 and 17, 18 and 19, 20 and 21. The control of the keys 10 and II is carried out from the directional diagram 22, the control of the keys 12 and 13 is exercised from the control circuit 23, the control of the keys 14 and 15 is from control circuit 24, keys 16 and 17 are controlled, J8 and 19, 20 and 21 are controlled by control circuits 25-27, respectively.

Схема управлени 22 соединена с отводами 28 и 29 первичных обмоток 4 и 5 выходного трансформатора 1, схема управлени 23 соединена с отводами 30 и 31 первичных обмоток 6 и 7 выходного трансформатора 2, а схема управлени 24 соединена с отводами 32 и 33 первичных обмоток 8 и 9 выходного трансформатора 3. Схемы управлени 25-27 соединены с отводами 34 и 35, 36 и 37, 38 и 39 обмоток соответствующих силовых трансформаторов 40-41. Первичные обмотки 43 и 44 43 и 46, 47 и 48 силовых трансформапр мительному мосту 100, 101 и 102, При выходе из стро одной из ПЯ ее функции возмут на себ оставшиес работоспособными. При этом вышедша из стро ПЯ не оказывает вли ни на работающие, так как она отключаетс управл емыми ключами 16-21 и пре- до хранител ми 56-58. 1 з.п.ф-лы, 1 ил..The control circuit 22 is connected to the taps 28 and 29 of the primary windings 4 and 5 of the output transformer 1, the control circuit 23 is connected to the taps 30 and 31 of the primary windings 6 and 7 of the output transformer 2, and the control circuit 24 is connected to the taps 32 and 33 of the primary windings 8 and 9 of the output transformer 3. The control circuits 25-27 are connected to the taps 34 and 35, 36 and 37, 38 and 39 of the windings of the respective power transformers 40-41. The primary windings are 43 and 44 43 and 46, 47 and 48 of the power transformer bridge, 100, 101 and 102. When one of the FPs goes out of operation, its functions will incur remaining functional. In this case, an abnormal OS does not affect the workers, since it is turned off by the controllable keys 16-21 and the guardians 56-58. 1 zp. F-ly, 1 il.

торов 40-42 соответственно подключены к транзисторам 49 и 50, 51 и 52, 53 и 54.tori 40-42 respectively connected to transistors 49 and 50, 51 and 52, 53 and 54.

Общие точки соединенных вместе других силовых электродов транзисторов 49 и 30, 31 и 32, 53 и 54 объединены между собой в общую точку и подсоединены к одной клемме первичного источника питани 55, к другой клемThe common points of the other power electrodes of transistors 49 and 30, 31 and 32, 53 and 54 connected together are interconnected to a common point and connected to one terminal of the primary power source 55, to another terminal

ме которого через предохранителиme whose through fuses

56-58 подсоединены средние точки первичных обмоток силовых трансформаторов 40-42. Управление транзисторами 49 и 30, 3 и 32, 33 и 54 осуществл етс соответственно управл ющими обмотками 59 и 60, 61 и 62, 63 и 64 коммутирующих трансформаторов 65-67 через ограничительные резисторы 68- 70. Первичные обмотки 71 и 72, 73 и56-58, the midpoints of the primary windings of the power transformers 40-42 are connected. Transistors 49 and 30, 3 and 32, 33 and 54 are controlled, respectively, by the control windings 59 and 60, 61 and 62, 63 and 64 of switching transformers 65-67 through limiting resistors 68-70. The primary windings 71 and 72, 73 and

74,,, 75 и 76 коммутирующих трансформаторов 65-67 подключены соответственно через другие ограничительные резисторы 77-79 в общую точку соединени первичных O6MQTOK 4 и 5, 6 и74 ,,, 75 and 76 switching transformers 65-67 are connected respectively via other limiting resistors 77-79 to a common connection point of primary O6MQTOK 4 and 5, 6 and

7, 8 и 9 выходных трансформаторов 1-3 и средних точек вторичных обмоток 80 и 81, 82 и 83, 84 и 85 силовых трансформаторов 40-42. Через диоды 86 и 87, 88 и 89, 90 и 91 пер- .7, 8 and 9 output transformers 1-3 and mid points of the secondary windings 80 and 81, 82 and 83, 84 and 85 power transformers 40-42. Through diodes 86 and 87, 88 and 89, 90 and 91 per-.

вичные обмотки коммутирующих транс-i форматоров 63-67 соединены последовательно с собирательными диодами 92 и 93-. Последние соединены к точкам объединени управл емых ключейThe primary windings of commuting trans-i formatters 63-67 are connected in series with collecting diodes 92 and 93-. The latter are connected to the union points of the controlled keys.

10 и 16, 12 и 18, 14 и 20 и 11, 17, 13, 19, 15 и 21 соответственно.10 and 16, 12 and 18, 14 and 20 and 11, 17, 13, 19, 15 and 21, respectively.

Коммутирующий трансформатор 65 снабжен дополнительными обмотками 94 и 95, коммутирующий трансформатор 66 - дополнительными обмотками 96 и 97, а коммутирующий трансформатор 67 - дополнительными обмотками .98 и 99, Дополнительные обмотки 94 и 99 коммутирующих трансформаторов 65 и 67 соединены между собой последовательно в противофазе, образованна при этом цепочка подключена к выпр мительному мосту 100. Аналогично соединены дополнительные обмотки 95 и 96 и выпр мительный мост 101, а также дополнительные обмотки 97 и 98 и выпр мительный мост 102.The switching transformer 65 is equipped with additional windings 94 and 95, the switching transformer 66 with additional windings 96 and 97, and the switching transformer 67 with additional windings .98 and 99, Additional windings 94 and 99 switching transformers 65 and 67 are interconnected in series with antiphase, formed the chain is connected to the rectifier bridge 100. Additional windings 95 and 96 and rectifier bridge 101, as well as additional windings 97 and 98 and rectifier bridge 102 are connected in the same way.

Выпр мительные мосты 100-102 соединены между собой по выходам параллельно и подключены к соответствующим клеммам первичного источника напр жени 55. Нагрузки переменного тока 103-105 подсоединены к вторичным обмоткам 106-108 выходных трансформаторов 1-3 соответственно. Каждый силовой трансформатор 1-3, коммутирующий трансформатор 65-67 с соответствующими диодами и транзисторами и управл емыми ключами образуют преобразовательную чейку. В предложенном устройстве имеютс три -преобразова- тельнью чейки 109-111 (, где М - количество чеек).The rectifying bridges 100-102 are interconnected by the outputs in parallel and connected to the corresponding terminals of the primary voltage source 55. The AC loads 103-105 are connected to the secondary windings 106-108 of the output transformers 1-3, respectively. Each power transformer 1-3, switching transformer 65-67 with corresponding diodes and transistors and controllable keys form a converter cell. In the proposed device, there are three converters cells 109-111 (, where M is the number of cells).

Резервированный инвертор работает следующим образом.Redundant inverter works as follows.

Преобразовательные чейки 109-111 выполненные по дифференциальной схе- iMe на транзисторах 49 и 50, 51 и 52, 53 и 54 с силовыми 40-42 и коммутирующими 65-67 трансформаторами соответственно , генерируют на своих выходах напр жени пр моугольной формы которые со вторичных обмоток 80 и 81, 82 и 83-, 84 и 85 силовых трансформаторов 40-42 соответственно через управл емые ключи 10 и 11, 12 и 13, 14 и 15 поступают на первичные обмотки 4и5, 6 и 7, 8и9 выходных трансформаторов 1-3 и далее через их вторичные обмотки 106т108 соответственно в нагрузки 103-105 синхронно и синфазно. Управление указанными ключами 10-21 осуществл етс соответствующими схемами управлени 22-21t использующими напр жени отводов 28-39 обмоток трансформаторов 1-3 и 40-42. Управление транзисторами 49-54 осуществл етс через соответствующие резисторы 6С-70 от обмоток 59-64 трансформаторов 65-67, первичные обмотки которых 71-76 св заны между собой через резисторы 77- 79 и диоды 86г93. Первичные обмотки 43-48 соответствующих трансформаторов 41-42, подключены к Клеммам 55Conversion cells 109-111 made on the differential circuit iMe on transistors 49 and 50, 51 and 52, 53 and 54 with power 40-42 and switching 65-67 transformers, respectively, generate at their outputs voltage of a rectangular shape that is from secondary windings 80 and 81, 82 and 83-, 84 and 85 power transformers 40-42, respectively, through control switches 10 and 11, 12 and 13, 14 and 15 are fed to the primary windings 4 and 5, 6 and 7, 8 and 9 of output transformers 1-3 and then through their secondary windings 106-108, respectively, into loads 103-105 synchronously and in phase. The control of these keys 10-21 is carried out by the corresponding control circuits 22-21t using the voltage of the taps 28-39 of the windings of the transformers 1-3 and 40-42. The transistors 49-54 are controlled through the corresponding resistors 6C-70 from the windings 59-64 of transformers 65-67, the primary windings of which 71-76 are interconnected through resistors 77-79 and diodes 86g93. The primary winding 43-48 of the respective transformers 41-42, connected to the terminals 55

00

5five

00

источника питани через предохранители 56-58, которые предназначены дл отключени соответствующей преобразовательной чейки 109-111 при аварийной ситуации.power supply through fuses 56-58, which are designed to disable the corresponding converter cell 109-111 in an emergency.

В течение всего полупериода работы напр жение двух последовательно и встречно включенных дополнительных обмоток 94 и 99, 95 и 96, 97 и 98 коммутирующих трансформаторов 65-67 не превышает напр жение первичного источника питани и приблизительно равно нулю. Поэтому выпр мительные Moctbi 100-102 заперты. При переклю- чении одного из коммутирующих трансформаторов 65-67, обладающего наименьшим временем перемегничивани (наибольшей частотой), например 65, напр жение на его дополнительных обмотках 94 и 95 измен ет пол рность и оказываетс в этот момент времени приложенным последовательно .и согласованно с соответствующими обмотками 96 и 99, принадлежащими дру- 5 гим коммутирующим трансформаторам 66 и 67. Указанные напр жени открывают выпр мительные мосты 100 и 101. В результате этого по цепочкам 94- 99-100-55.и 95-96-101-55 потекут токи , которые вызывают увеличение токов в первичных обмотках 73-76 трансформаторов 66 и 67. При этом увеличиваетс падение напр жени на резисторах 69 и 70, что, в свою очередь, уменьшает напр жение обмоток 73-76, а следовательно, и 61-64, что вызывает регенеративный процесс переключени транзисторов 51-54. После этого напр жение на обмотках 99 и 96 откажетс в противофазе к напр жением обмоток 94 и 95 и закрываютс выпр мительные мосты I00 и 101 в св зи с отсутствием напр жений на их входах. Величина напр жени на каждой из дополнительных обмоток 94-99 KOMbiyтирующих трансформаторов 65-67 должно быть немного ниже напр жени первичного источника питани , но больше его половинного значени . При коммутации небольшое увеличение этого уровн за счет другой обмотки приводит к.мгновенному их переключению . Таким образом, в устройстве имеютс ведущие и ведомые преобразовательные чейки. Переключение 5 всех чеек осуществл етс от чейки с максимальной частотой генерации.During the entire half-period of operation, the voltage of two series-wise and counter-connected additional windings 94 and 99, 95 and 96, 97 and 98 of switching transformers 65-67 does not exceed the voltage of the primary power source and is approximately zero. Therefore, the rectification Moctbi 100-102 is locked. When switching one of the switching transformers 65-67, which has the shortest re-freezing time (the highest frequency), for example, 65, the voltage on its additional windings 94 and 95 changes polarity and turns out to be applied sequentially at this moment in time. windings 96 and 99 belonging to other 5 switching transformers 66 and 67. These voltages open rectifier bridges 100 and 101. As a result, currents flow through the chains 94-99-100-55.i and 95-96-101-55. that cause you to take away currents in the primary windings 73-76 of transformers 66 and 67. This increases the voltage drop across resistors 69 and 70, which, in turn, reduces the voltage of windings 73-76, and hence 61-64, which causes regenerative switching process of transistors 51-54. Thereafter, the voltage on the windings 99 and 96 will be out of phase to the voltage of the windings 94 and 95 and rectifier bridges I00 and 101 are closed due to the absence of voltages at their inputs. The voltage on each of the additional windings 94-99 of KOMbiyti transformers 65-67 should be slightly lower than the voltage of the primary power source, but more than half its value. When switching a small increase in this level at the expense of another winding leads to their immediate switching. Thus, there are master and slave conversion cells in the device. Switching 5 of all cells is carried out from the cell with the maximum generation frequency.

При выходе из стро одной из преобразовательных чеек 109-111 ееWhen you exit one of the converting cells 109-111 it

00

5five

00

5five

функции возьмут на себ две другие оставшиес работоспособными, причем вышедша из стро не окажет вли ни на остальные, так как она отключена от остальных управл емыми ключами 16-21 на вторичной стороне силовых трансформаторов 40-42, от источника первичного питани 55 ее отключит один из предохранителей 36-58, а от коммутирующих трансформаторов 65 67, оставшихс работоспособными, ее отключат диоды 86-93 и выпр мительный мост 100-102. Количество выпр М М-1 2 the functions will take on the other two remaining operable ones, and having gone out of order will not affect the others, since it is disconnected from the rest by control keys 16-21 on the secondary side of power transformers 40-42, one of the fuses 36-58, and from commutating transformers 65 67, remaining operable, diodes 86-93 and rectifier bridge 100-102 will disconnect it. Number of straps M M-1 2

II

мительных мостов равноsweeping bridges equals

формула изобретени invention formula

Claims

1. Redundant inverter auth. № 782079, distinguished by Editor I. Segl. Nick

Compiled by A. Seleznev

Tehred A. Kravchuk Proofreader G. Reshetnik

Order 4422/54 Circulation 631 Subscription

VNIIPI USSR State Committee

for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4

251: 6

so that, in order to increase reliability by synchronizing the converter cells, each switching transformer is equipped with M-1 additional windings, each of which is connected to one of the additional windings of the switching transformers of the neighboring cells in series and in opposite phase This chain is connected to the input of the corresponding rectifying bridge, the output of which is connected to the terminals of the power source opposite

by polarity. I

2. Inverter pop. 1, which differs from the fact that the voltage of each additional winding is less than the supply voltage, but more than half of its value.