Преобразователь постоянного напряжения в переменное

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГ НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, содержащий последовательный тйристорный инвертор , выполненный по полумостовой схеме с выходным реактором и узлом , рекуперации избыточной энергии реак-. тора, подключенные к вторичной реактора, выполненной со среднимвыводом , тиристоры делителя частоты, соединеные с первым выходным выводом . Причем второй выходной вывод ., подключен к среднему вывоДу вторич-; ной обмотки реактора, а также выходу ной фильтр, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения работы яа активно-индуктивную нагрузку, он снабжен полностью управляе1 №1м полупроводниковым ключом и мостовым выпрямителем, входом под ключенным к выходным выводам, а выходом через полностью управляемый проводниковый KJiicrit - к введенной . дополнительной обмотке реактора. f

09I OlI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .««««««

РЕСПУБЛИК у(5р Н 02 М 7 515

iССУДАРСТБЕНН Й eOaemT СССР . ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(21) 3399318/24-07 (22) 18.02.82 (46) 23.05.83. Бюл. 9. 19 (72) Б.З.Курчик и А.Н.шварц (71) Территориальный центр управления междугородними связями и телеви" дением Ó 3 и Ленинградский электротехнический институт связи им. М.A.Бонч-Бруевича (53) 721.314.572(088.8) (56) 1. Морозов А.С. Компенсация реактивной мощности нагрузки в инверторах со звеном высокой частоты, сб. Проблемы миниатюризации и унифи кации ВИП, РЭА, М., 1979, МДНТП, с. 104-107.

2. Авторское свидетельство СССР

М 741407 кл. Н 02 Ре.13/16, 1978, (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, содержащий последовательный тнристорный инвер" тор, выполненный по полумостовой схеме с выходным реактором и узлом рекуперации избыточной энергии реак-. тора, подключенные к вторичной обмот,ке реактора, выполнейной со средним:

:выводом, тиристоры делителя частоты, соединение с первым выходным выводом, причем второй выходной вывод подключен к среднему выводу вторичной обмотки реактора, а также выход", ной фильтр, отличающийся тем, что, с целью расширения функци«. ональных воэможностей путем обеспе": чения работы на активно-индуктивнуы нагрузку, он снабжен полностью управляемым полупроводниковым ключом и мостовым выпрямителем, входом под- Я ключенным к выходным выводам, а выхо- дом через полностью управляемый полую

;проводниковый ключ - к введенной .дополнительной обмотке реактора. !

1019506

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания устройств связи, автоматики и вычислительной техники.

Известны тиристорные преобразова" 5 тели со звеном повышенной частоты, .способные работать на активно-индук тивную нагрузку и не содержащие уз« лов компенсации реактивной мощности.

Преобразователь состоит иэ инвер- )p

Мора повышенной частоты с выпрямителем, нагруженным инвертирующими ключами, выход которых подклочен к нагрузке. Последовательно с нагрузкой

Включен датчик тока, управляющий работой упомянутых ключей и формиро-, ватели импульсов управления инверто- . ром повышенной частотМ 1).

Недостатком такого преобразователя являются тройное преобразование энер"

Гии (постоянное напряжение преобра зуется в переменное повышенной частоты и изменяющейся во времени ампли ð, переменное напряжение преобра-: зуется в постоянное и постоянное преобразуется в переменное низкой 25 частоты), при котором снижается КПД, так как ток протекает последовательно о крайней мере через четыре полупроводниковых прибора.

Кроме того, недостатком также 30 является невозможность работы на ниэкокосинусную нагрузку, так как при большой постоянной времени цепи наг" рузки ток нагрузки не успевает снизиться до нуля за четверть периода низкой частоты.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь, содержащий резонансный инвертор, последователь" но с тиристорами которого включена первичная обмотка реактора с выведен-.40 ной средней точкой, одна из вторич" . ных обмоток (обмотка рекуперации избыточной энергии в источник) подключена через тиристор к источнику питания встречно-относительно его 45 выводов, а другая вторичная обмотка с выведенной средней точкой (иагрузочная.обмотка) подключена к двум последовательно соединенным тиристорам, причем между выводами средней 50 точки и точкой соединения тиристоров включена нагрузка с фильтром (2g.

Недостатками известного преобразователя являются невозможность работы на активно-индуктивную нагрузку 55 так кач в устройстве отсутствуют цепи возврата реактивной мощности нагрузки s источник, искажение синусоидаль.ной форьы выходного напряжения при работе в режиме близком к холостому ходу.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей преобразователя путем обеспечения

его работы на активно-индуктивную нагрузку при сохранении синусоидаль« 65 ной формы выходного напряжения в режимах близких к холостому ходу.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь постоянного напряжения в переменное, одержащий последовательный тиристорный инвертор, выполненный по полумостов< и схеме с выходным реактором и узлом рекуперации избточной энергии реактора, подключенные ко вторичной обмотке реактора, выполненной со средним выводом, тиристоры делителя частоты соединенные с первым выходным выводом, причем второй выходной вы".. вод подключен к среднему выводу вторичной обмотки реактора, а также выходной фильтр, снабжен полностью управляемым полупроводнИковым ключом и мостовым выпрямителем, входом подключенным к выходным выводам, а выходом через полностью управляемый полупроводниковый ключ — к введенной дополнительной обмотке реактора.

Это позволяет получить цепь управляемого возврата реактивной мощности нагрузки в источник питания и сохра.Ф нить на нагрузке синосоипальнчю фор". му напряжения при изменении ее вели- чины и CoSЧ, На фиг. 1 представлена принципиальная схема. предлагаемого устройства; на фиг. 2 и-3 - временные диа,граммы, поясняющие его работу.

Преобразователь состоит из последовательного резонансного инвертора 1 повышенной частоты, с отделенной от нагрузки цепью коммутации, цепи рекуперации 2 избыточной энергии в источник и подключенного ко вторичной обмотке 3 реактора 4 двухплечевого делителя частоты с тиристорами 5 и 6; Параллельно нагрузке 7 включен выпрямительный мост 8, выход которого через. полностью управляемый полупроводниковый ключ 9 соединен с дополнительной обмоткой 10 реактора 4, Для пояснения работы схемы рассмотрим работу преобразователя на активную нагрузку в режиме, близком к холостому ходу. При подаче импульса управления на тиристор резонансного инвертора 1 повышенной частоты происходит. колебательный переэаряд коммутирующего конденсатора. При достижении напряжением на обмотке цепи рекуперации величины, равной напряжению источника питания, открывается диод в цепи 2 рекуперации, и начинается линейнь Ф спад тока в реак" торе ° При этом происходит сравнение спадающего тока с сигналом генератора эталонной синусоидальной формы.

В момент их равенства подается импульс управления на тиристор 5 двух" плечевого делителя частоты, и ток иэ обмотки рекуперации коммутируется в нагрузочную обмотку..При протекании

1O19S0S

ВНИИПИ Заказ 3715/46 Тираж 687 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Узпород, ул.Проектная,4 тока через нагрузочную обмотку происходит заряд конденсатора фильтра.

Напряжение на конденсаторе фильтра постоянно сравнивется с напряжениями Цз, и Мзтз двух эталонных генераторов с синусоидальной формой 5 кривой, отличающейся амплитудой и одинаковой частотой равной частоте выходного напряжения 0» инвертора (Фиг, 2 и 3).

Предположим, что во время рассматриваемого периода высокой частоты на 1 этапе (передачи энергии в конденсатор Фильтра), произошло. превышение напряжения на нем над большим эталонным напряжением U „ . Тогда после окончания тока в нагрузочной обмотке реактора, открывается полностью управляемый полупроводниковый ключ 9, и конденсатор фильтра разряжается на дополнительную обмотку 10 О реактора (П этап). Как только напряжение на нем станет равно напряжению вталоняого генератора 0з, ключ 9 закрывается, и ток коммутируется из дополнительной обмотки 10 в.обмотку

1 екуперации энергии. Таким образом, асть реактивной энергии конденсато- ра фильтра возвращается в источник питания.

Технико-экономические преимущЕСт-. ва предлагаемого преобразователя по сравнению с широко распространенным инвертором тока с дроссельно-вентиль. ным компенсатором на стороне нагруз-. ки состоит в отсутствии добавочных низкочастотных компенсаторов реактив ной мощности, возможности работы на нагрузку любого характера и в режиме холостого хода без ухудшения формыкривой выходного напряжения, возможности формирования выходного напряжения заданной формы, обусловленной возможностью.управлбния, как процессом потребления энергии из источника тока и возврата в источника реактивной энергии нагрузки и реактора.