Преобразователь постоянного напряжения в @ -ступенчатое переменное

 

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В N-СТУПЕНЧАТОЕ ПЕРЕМЕННОЕ, содержащий первичный инвертор с выхоаным трансформатором , коммутатор в виае последователь но соединенных блоков, каждый из которых содержит вторичную обмотку трансформатора со средним ВЫВСМ1ОМ, конаы которой через тиристоры, a средний въз вод ,через дноа объединены в общую точку , являющуюся одним выходным выводом каждого блока коммутатора, выходнЫ инвертор , один из входов которого соединен с одним выходным выводом первого из последовательно соединенных блоков коммутатора, отличающийся тем, что, с иелью снижения установленной м шшости, массы, и габаритов трансформатора при сохранении высокого качества выходного напряжения, вторичные обмотки трансформатора выполнены с отпайками, которые через дополнительные тиристоры, a средний вывод обмоток через дополнительный диод объединены, об разуя вторс выходной вывод каждого блока коммутатора, причем второй выходной шлвод последнего из последовательно соединенных блоков коммутатора соединен с вторым входом выходного инвертора . . 2. Преобразователь по п. 1, о т л и чающийся тем, что число витков вторичных обмоток трансформатора относится КИК 2:8:32:...i2, гдеh-1,3,5..., a отпайки делят вторичные обмотки на аве равные части.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зсфср Н 02 М 7/515

Г (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 с .- сп .!

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 р в ва

4 ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3330822/24 07 (22) 14.08.81, (46) 23.04.83. Бюл. l4 15 (72) К. А. Липковский, В. Е. Тонкаль, Л. П. Мельничук; Ю. И. Дыхненко и Ю. В. Сидоренко (71) Институт электродинамики AH Укра инской CCP (53) 621.314.5 72(088.8)

{56) 1. Мельничук Л. П. Осйовные прин липы инверторов с промежуточным звеном преобразования переменного. гока и улучщенной формой выхсщного напряжения. В кн.: Повышение эффективности усгройсгв преобразовательной техники. Киев, 1976, с. 22-30 (рис. 3).

2. Патент Великобритании М 1516313, кл. Н 2 F (Н 02 М 8/40), 1978 (прототип). (54)(57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО HA.ÏÐßÆÅÍÈß В 8-СТУПЕНЧАТОЕ ПЕРЕМЕННОЕ, соцержаший первичный wieprop с выходным трансформатором, коммутатор в вице последователь но соединенных блоков, каждый иэ которых соцержиг вгорнчную обмотку гран, сформагора со средним выводом, концы

„„SU„;,1014110 А которой через тирисгоры, а средний выsoa через циоц обьецинены в обшую точку, являюшуюся одним выхоцным вывоцом кажцого блока коммутатора, выхоцной инвергор, один иэ входов которого соецинен с одним выхоцным выводом первого иэ послецова тельно соециненных блоков коммугагора, î r л и ч а ю ш и и с я тем, чго, с целью снижения установленной мошносги, массы, и габаритов трансформатора при сохранении высокого качества выхоцного напряжения, вгоричные обмотки трансформатора выполнены с огпайками, которые через- дополнительные тирисгосы, а средний вывоц обмоток че рез цополнигельный циоц обьединены, образуя второй выхоцной вывоц кажного блока коммутатора; причем второй вы хоцной вывод послецнего из последовательно соединенных блоков коммутатора соединен с вторым вхоцом выходного инне ргора.

2. Преобразователь по и. 1, or л ич а ю ш н и с я тем, что число витков вторичных обмоток трансФорматора относится как 2:8:32:...2, гдеп1,3,5..., а огпайки целят вторичные обмотки на цве равные части.

101 110

Изобрегение относится к силовой

t преобразовагельной технике и может быть использовано при разработке вгсричных источников пигания цля получения перемен ного напряжения низких и инфраниэких 5 час ror.

Известны преобразователи постоянного напряжения в ступенчатое переменное, содержашее первичный инвертор повышенной частоты с выхоцным трансформатором, 0 отпайки вторичной обмотки которого через тирисгоры поцсоецинены к вторичному инвергору,. работающему на выходной часгоге преобразователя 1 .

Недостатками цанного преобразователя 15 являются большое число используемых ключевых элементов и большая усганоа ленная мошносгь, вес и габариты трансформатора преобраэова геля.

- Наиболее близким по технической суш-20 ности является преобразователь постоянного напряжения в ступенчатое переменное, соцержаший первичный инвергор с выхоцным трансформатором, коммутатор, состояший из последовательно соединенных блоков, каждый из которых содержит вторичную сбмотку трансформатора со срецним вывоцом, концы которой через гирисгоры, а срецний вы;.оц через циоц объединены в обшую точку, являюшуюся оцним выхопным зажимом каждого блока коммутатора, вторым выхоцным зажимом которого являегс:я средняя гочка вторичной обмотки гр=нсформагора, выхоцной инвергор. Чис ло витков вторичных обмоток трансформаг, - M тора относится как 1:2:4:8... 2, гце т w 0,1,2,3...,. Данный преобразовательь поэволяе г формировать Я «ступенчатое напряжение с нулевой полкой при меньшем числе используемых ключевых

40 элементов 2 ) .

Неаос га гком известного и реобразовагеля являегси высокая установленная мощность, массы и габариты электромагнитного элемента - трансформатора пре45 о =.paэоsa телa.

Целью изобретения является снижение установленной мошносги, массы и габари» гов трансформа гора преобразователя.

Поставленная цель цосгигаегся тем, что в преобразователе постоянного напря. жения вй-ступенчатое переменное, соцеркашем первичный инвертор с выхоцным грансформагором. коммугагор в вице почецовагельно соециненных блоков, каж пый из которых соцержиг вторичную об-, мотку трансформатора со срепним выводом, концы которой через гирисгоры, а

1 срецний вывод через пиоц объецинены в общую точку, являюшуюся одним выхоцным выводом каждого блока.коммугагора, выходной инвергор, один из входов когорого соецинен с оцним выходным выводом первого из послецовагельно соециненных блоков коммутатора, упомянугые вторичные обмотки трансформагора выполнены с огпайками, которые через дополнительные гирисгоры, а срецний вывоц через цополнигельный диоц объединены, образуя второй" выхоцной вывод каждого блока коммутатора, причем второй выходной вывоц последнего из последовательно соединенных блоков коммутатора соепинен с вторым входом выходного инве ргора.

Кроме того, в оцной моцифнкации число витков вторичных обмоток трансформатора относится как 2:8:32...2, гце

tl

h = 1,3,5,..., а огпайки целят вторичные обмотки на цве равные части.

На фиг. 1 привецена схема преобразователя постоянного напряжения в Й -ступенчатое переменное; на фиг. 2 (а, б, в) представлены временные циаграммы, поясняюшие работу преобразова геля.

Преобразова гель постоянного напряжения вМ-ступенчатое переменное содержит оцнофаэный первичный инвертор 1, выходной трансформатор 2 с вторичными обмотками 3, 4 со срецним выводом, коммутатор 5., соцержаший гирисгоры 6-13 и циоцы 14-17, выходной инвергор .18 на гирисгорах 19-22, нагрузку 23.

Коммугагор 5 состоиr иэ послецова тельно сОециненных блоков, кажцый иэ когорых соцержиг вторичную обмотку 3,4 со срецним выводом и огпайками, концы которых через гиристоры 8, 9 и 12, 13,. а средние вывоцы через диоды 15 н 17 объецинены в общую точку, являющуюся оцним выхоцным зажимом каждого блока коммутатора, а огпайки через тирисго ры 6, 7 и 10, 11 и средние вывоцы через циопы 14, 16 обьецинены, обраэуя второй выхоцной зажим кажцого блока коммутатора 5, соответственно.

Преобраэова гель работаег слецуюшим образом.

Спнофаэный первичный инвертор 1 преобразует постоянное напряжение в лере-, менное прямоугольной формы.

Форма выходного напряжения на sroричной обмотке выхоцного трансформато- . ра 2 показана на фиг. 2, а. Для примера рассмотрим работу преобразователя применительно z фирмированию кривой выхоцного напряжения с пягнаццагью уровнями на 1/4 пепиоца выходного напряжения

3 1014

Ц(вых (фиг. 2, б). Соотношение витков вторичных обмоток трансформатора 2 в етом случае равно%3:М/4 = 2:8, а огпайки кажцой иэ обмоток целят их на цве равные части.

Единичный уровень напряжения Е формируется при включении гирисгора 7 коммутатора 5 и гиристоров 19 и 20 инвертора 18, поцключая секцию между средним выводом и огпайкой вторичной обмог-ge ки 3 трансформатора 2 к нагрузке 23.

Тирисгоры 19 и 20 выходного инвергора 18 остаются включенными в течение формирования первого полупериоца выхоцного напряжения преобразователя. 1$

При смене полярности напряжения на обмотках трансформатора 2 отключается тирисгор 7 и происхоцит включение тиристора 9. К нагрузке 23 приклацываегся напряжение 2Е вторичной обмотки 3 щ трансформатора 2 и формируется уровень выхоцного напряжения (фиг. 2, б). Третий уровень (ЗЕ) выхоцного напряжения формируется при включении тиристоров 7 и 8 коммугагора 5.. Hs фиг. 2, в приведен 2s алгоритм включения гиристоров 6-13 ком мутатора 5 при формировании 1/2 периоца выхзцного напряжения преобразовате110 4 ля. Аналогично происхоциг формирование

sropoN полуволны выхоцного напряжения преобразователя прн включеиных гирисго рах 21 н 22 выхоцного инвергора 18.

Данный преобразова гель позволяет повторять каждый из уровней требуемое число раз при формировании выкоцного, напряжения.

Усгановленная мошносгь электромаг нитного элемента (трансформатора предлагаемой схемы преообразовагеля) уменьшаегся на 18% по сравнению с известным.

Для работы преобразователя на активно-ннцуктивную нагрузку параллельно на грузке может быть включен, например, емкосгной фильтр.

Таким образом, незначительное изме пение схемы преобразователя прн том же числе силовых полупровоцниковых приборов и числе формируемых уровней выходного напряжения, а также при оцинаковом алгоритме управления силовыми поляпроводни« ковыми приборами, что и в известном преобразователе, позволяет уменьшить ycra новленную мошносгь электромагнитного элемента (трансформатора преобраэовате ля), его вес и габариты, 1014110

Сосгавигель Г. Мьщык

Релак»ор Н. Лазаренко Техреду С.Мигунова Koppearop В. Бугига г

Закаэ 3036/66. Тираж 685 Поцпнсное

ВЙИИПИ Госуцарсгвенного коми»ега СССР по аелам иэобрегений и огкрыгий

113035, Москва,. Ж-35, Раушскаи наб., л, 4/5

Филиал ППП IIarear, r. Ужгород, ул. Проекгнаи,.4