SU748743A1 - Инвертор со ступенчатой, близкой к синусоидальной, формой кривой выходного напр жени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в системах вторичного электропитани  и электропривода дл  Преобразовани  посто нного напр жени  в переменное кап р жение синусоидальной формы. Известны статические преобразователи содержащие несколько преобразовательных мест, выходы которых соединены между собой последовательно, а управл ющие входы через аналого-4хифровой блок соединены с задающим генератором fll . Известны также инверторы с многосту пенчатой, близкой к синусоидальной, формой кривой выходного напр жени , содержащие несколько преобразовательных  чеек , соединенных по питающей цепи параллельно , а по выходу - последовательно и управл емых от триггеров, каждый из которых через нуль-орган и измерительные трансформаторы соединен с выходом всех предшествующих  чеек и выходом задающего генератора 2} и 3J. Недостатком данного инвертора  вл етс  необходимость введени  в схему измерительных трансформаторов и нуль-органов в количестве, равном количеству преобразовательных  чеек. Наличие значительного количества магнитных элементов увеличивает массу ,и габариты устройства и повыщает трудоемкость его изготовлени . Цель изобретени  - уменьшение массы и габаритов. Эта цель достигаетс  тем, что в инверторе , содержащем несколько преобразовательньк  чеек, соединенных по цепи питани  параллельно, а по выходу ™ последовательно и имеющих управл ющие входы, подключенные с выходами триггеров , св занных с задающим генератором синусоидального напр жени , введены блок делени  и реверса питающего напр жени , блок фазового сдвига на 90 ал. градусов и нуль-орган. Триггеры соединены по схеме реверсивного счетчика импульсов , тактовый вход которого соединен

iepea нуль-орган с псюледовательно соединенными выходами инвертора, задающегЧ) . генератора и блока делени , а входы управлени  реверсом счетчика Импульсов и блока делени  соединены с выходом задающего генератора через фазосдвигакицее устройство. Триггеры выполн ютс  с двум  или трем  устойчивыми состо ни ми.

На фиг. 1 показана блок-схема {швер- тора;на фиг. 2 - варианты вьшолнени 

силовой части; на фиг, 3 - диаграммы, . по сн ющие работу инвертора; на фнг. 4 вариайт вьтолнени  счетчика и диаграмма его работы; на фиг. 5 - варианты вьтолнени  силовых преобразбватеттьньХ йчёек; на фиг. б - варианты выполнени  силовой части инвертора, с бестрансформаторным выходом. В блок- хему инвертора (фиг. 1) вход т си ло7ые пре .обра зо БаТпльн ые чейки 1. соединенные по выходу последовательно и заМкнутые на нагрузку 2. На каждую преобразовательную  чейку через клеммы а , б, и т.д.поступают импульсы уп равлейи , снимаемые с триггеров 3, соединенных по схеме реверсивного счетчика импульсов 4. Триггеры соединены между собой по схеме со счетным входом через ключи 5 (например диодные), осуществл ющие реверс счетчика с помощью дополнительного триггера 6. На вход счетчика подаютс  иМпульсы от нульоргана 7 (например блокинг-генератора), срабатывающего всегда, - когда напр жение ки его входньгх зажимах переходит через нуль. На вход ну;ъ-органа воздействует  . ,„,,, , г, г., сумма трех напр жений: синусоидального II. напр жени  Uir снимаемого с выхода задающего генератора 8; ступенчатого на .1„ пр жени  и,, . снимаемого с клемм нагг рузки 2 и пр моугольного опорного напр жени  к и, получаемого на выходе . блока делени  и реверса пол рности питающего напр жени  9. Реверс блока и счет чика 4 осуществл етс  с помощью фазосмешател  на 9СР- блока 10, синхронизйрУёмого импульсами задающего тонератора .: Силовые преобразовательные  чейки могут быть выполнены по схеме со сред-т ней точкой (фиг. 2а), совмещенной полумостовой схеме (фиг. 26) и полумостовой схеме со средней точкой источника питани  (фиг. 2в). В качестве силового ключа 11 может быть использован любой полностью управ л емый ключ, обладающий в открытом со сто нии двусторонней проводимостью, напримёр транзистор, шунтирова1шый диодом или тиристор с принудительной коммутацией , также шунтирова -1ный диодом.

Коэффициенты трансформации силовых трансформаторов 12  чеек выбираютс  на основании закона двоичного (1,2,4,8 и т.д.) или троичного (1,3,9,27 и т.д.) р да чисел.

Claims (3)

1. В первом случае производитс  сумми- рование положительных и отрицательных напр жений  чеек (фиг. 2а,в) либо суммирование нулёвьк и положительных напр жений на выходе  чеек (фиг. 26), а во втором случае суммирование положительньрс , нулевых и отрицательньсх напр жений. Величина эталонного напр жени  Uip выбираетс  в соответствующем масштабе, равной напр жению первой гармоники выходного напр жени  инвертора, а. величина напр жени  на вькоде блока 9 выбирает « половине напр жени  одной ступени Уц в том же масштабе. Работа предложенного инвертора по сн етс  диаграммой . 3, Разностное напр жение J, - (фиг. 36) сравниваетс  напр жением к Ua и в момент равенства этих напр жений происходит срабатывание нуль-органа 7. При этом на счетчиас поступает оче- ре ной импульс, что вызывает переключение сосЭТветствующего триггера счетчика и соответствующей силовой преобразовательной  чейки. Выходное напр жение Н скачком измен етс  на одну ступеньку , а напр жение и,г - UH скачком знак. После этого напр жение начинает плавно измен тьс  и через оДин такт процесс повтор етс , ... правильной работы инвертора на - . второй и четвертой четверти периода ,, , ( фиг. 3) необходимо осуществить реверс н счетчика и реверс пол рности напр жени  к Ufi , что обеспечиваетс  фазосмешате- лам Ю.. Диаграмма состо ний силовых  чеек соответствует последовательному состо нию  чеек счетчика и дл  случа  двоичного счета показана на фиг. 3 в. Из принципа работы схемы следует, что в результате выходное напр жение инвертора имеет многоступенчатую форму, нанизанную на залающук) синусоиду, так, что вертикальные участки ступенек дел тс  этой синусоидой пополам. В схемах по фиг. 2 а,в число ступеней выходного напр жени  определ етс  фс мулой 2 , а схеме по фиг. 26 - формулой 2 V где N - число преобразовательных  чеек. Дл  увеличени  количества ступеней счетчик вьтош  етс  на троичных  чейках способных заменить последовательно три устойчивых состо ни  , О и 1 (фиг.4). Силовые  чейки этого варианта показаны на фиг. 5. Добавление силового ключа 13, закорачивающего первичную о мотку силового трансформатора через вы пр митель 14, при одновременном запирании основных ключей 11, обеспечивает нулевое выходное напр жение  чейки при отпирании этого ключа. Ключ 13 может использоватьс  также и в схеме по фиг. 2 В мостовом варианте все силовые  чейки должны вьтолн тьс  на.четырех ключах, управл емых от  чеек счетчика, согласно схеме фиг, 5 б с помощью разделительных диодов 15,. В тех случа х, когда не требуетс  гальваническое раздел ние входа и выхода инвертора, в одной из  чеек может отсутствовать трансформатор , а при наличии нескбльких секций источника питани  схема силовой час ти может быть вьтолнена полностью бестрансформаторной (фиг. 6 а) дл  троично го счетчика или (фиг. 66) дл  двоичного счетчика. Стабилизаци  выходного напр жени  в предложенном инверторе происходит автоматически дл  случа  изменени  напр же ни  питани . Как следует из фиг. 3- при этом автоматически измен етс  число ступеней, а амплитуда и эффективное значение выходного напр жени  инвертора остаютс  практически посто нными. Дл  более точной стабилизации U можно корректировать величину Ujp, использу  обычные замкнутые системы. Предложенный инвертор содфжит толь ко один нуль-орган и св занньй с ним один измерительный трансформатор. Поэтому при использовании элементов микроэлектроники дл  всех остальных узлов можно уменьшить массу и: габариты системы управлени  инвертором. Формула изобретени  1, Инвертор со ступенчатой, близкой к синусоидальной, формой кривой выходно436 го напр жени , содержащий несколько соединенных по цепи питани  параллельно, а по выхолшой цепи последовательно пр образовательных  чеек, входьг управлени  которых соединены с выходами триггеров, св занных с задающим генератором синусоидального напр жени , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  массы и габаритов, он снабжен блоком Делени  и реверса питающего напр жени , блоком фазового сдвига на 90 эл.градусов, и нуль-органом, причем указанные триггеры соединены между собой по схеме реверсивного счетчика импульсов , а указанна  св зь триггеров с задаюшим генератором выполнена так, что тактовый вход счетчика импульсов соединен через нуль-орган с последовательно соединенными выходами инвертора , задающего генератора и блока делени , а входы управлени  реверсом счетчика импульсов и блока делени  соединены с задающим генератором через блок фазового сдвига. 2.Инвертор по п, 1,о т л и ч а ю щ и и с   тем, что триггеры вьтолнены с двум  устойчивыми состо ни ми, а преобразовательные  чейки выполнены по двухтактной схеме. 3.Инвертор по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что триггеры вьтолнены с трем  устойчивыми состо1ши ми, а преобразовательные  чейки вьтолнены по мостовой схеме. 4.Инвертор по п. 1,отлича и с   тем, что триггеры вьтолнены с трем  устойчивыми cocтo liи ми, а преобразовательные  чейки выполнены по cxeKie с. шунтированием первичной обмотки . Источники информац.ии, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторасое свидетельство СССР № 508888, кл. Н 02 р 13/16, 1971.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 505104, кл. Н О2 М 7/48, 1971.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 505103, кл. Н:02 М, 7/48, 1971.

   -о

   л} 4)/ ФиеЗ St Ф% ф1д. фие4 Лслол/л, . .2r%

   ЦчЛ.

   /2

   /4

   a;

   w4.A.y4

   Ж/5.

   fS

   ay 5t Of

   B)