Способ широтно-импульсного регулирования выходного напряжения инвертора резонансного типа

 

СПОСОБ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСИОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ИНВЕРТОРА РЕЗОНАНСНОГО ТИПА, содержащего элементы схемы инвертирования и дополнительные тиристоры, образующие цепь перезаряда конденсаторов через суммарную нагрузку, минуя источник питания и цепь подключения источника питания к суммарной нагруз ке, заключающийся в том, что в начале полупериодов включают тиристоры, образующие цепь перезаряда конденсаторов через суммарную нагрузку, минуя источник питания, а тиристоры, подключающие источник питания к суммарной нагрузке, включают по отноше , нию к началу указанных полупериодов с задержкой, величина которой связана с выходным напряжением обратнопропорциональной зависимостью, о т , л и ч а. ю щ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходного напряжения и повышения надежности за счет исключения повторных пусковых режимов, в одних полупериодах напряжения включают (Л только тиристоры, образующие цепь перезаряда конденсаторов через суммарную нагрузку, минуя источник 8 питания, а в других полупериодах, кроме этого, включают тиристоры, подключающие источник питания к суммарной нагрузке, причем увеличивая число полупериодов, в которых О включают только тиристоры, образуюэо ел щие цепь перезаряда конденсаторов через суммарную нагрузку, минуя X Од источник питания, уменьшают величину выходного напряжения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУВ ЛИК

09) (И1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТКОЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ (21) 3268015/24-07 (22) 31.03.81 (46) 15.08.84. Бюл. № 30 (72) Г.fl.Грудкин и В.Д.Кулик (71) Ленинградское адмиралтейское объединение и Научно-исследовательский институт постоянного тока (53) 621.316.722(088.8) (56) 1.. Справочник по преобразовательной технике. Под ред. И.М.Чиженко. Киев, "Техника", 1978.

2. Кацнельсон С.M. и др. Частотные характеристики одномостового инвертора со встречно-параллельными диодами и удвоением частоты. Труды УАИ, вып. 64, 1974.

3. Донской А.В. и др. Теория и схемы тиристорных инверторов повьш ен-. ной частоты с широтным регулированием напряжения. "Энергия", с.50-51, 1980. ке, заключающийся в том, что в начале полупериодов включают тиристоры, образующие цепь перезаряда конденсаторов через суммарную нагрузку, минуя источник литания, а тиристоры, подключающие источник питания к суммарной нагрузке, включают по отношению к началу указанных полупериодов с задержкой, величина которой связана с выходным напряжением обратнопропорциональной зависимостью, о тл и ч а,ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходного напряжения и повышения надежности за счет исключения повторных пусковых режимов, в одних полупериодах напряжения вкпючают только тиристоры, образующие цепь перезаряда конденсаторов через суммарную нагрузку, минуя источник питания, а в других полупериодах, кроме этого, включают тиристоры, подключающие источник питания к суммарной нагрузке, причем увеличивая число полупериодов, в которых включают только тиристоры, образующие цепь перезаряда конденсаторов через суммарную нагрузку, минуя источник питания, уменьшают величину выходного напряжения. (54)(57) СПОСОБ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ИНВЕРТОРА РЕЗ011АНСНОГО ТИПА, содержащего элементы схемы инвертирования и дополнительные тиристоры, образующие цепь перезаряда конденсаторов через суммарную нагрузку, минуя источник литания и цепь подключения источника питания к суммарной нагрузk АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1)08586

4S

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в электротехнических установках различного назначения, в частности н электроприводе, электротермии, источниках питания.

Известен способ регулирования выходного напряжения инвертора путем изменения эквивалентной нагрузки6!3..

Недостаток этого способа регулирования состоит в том, что он требует установки значительных дополнительных мощностей.

Известен частотный способ регулирования выходного напряжения инвертора 523 °

Однако этот способ не всегда приемлем, так как часто требуется поддерживать частоту в заданном диапазоне, например в источниках питания.

Наиболее близким к предлагаемому является способ широтно- импульсного регулирования выходного напряжения инвертора резонансного типа, содержащего элементы схемы инвертирования и дополнительные тиристоры, образующие цепь перезаряда: конденсаторов через суммарную нагрузку, минуя источник питания и цепь подключения источника питания к суммарной нагрузке, заключающийся в том, что в начале полупериодов включают тиристоры, образующие цепь перезаряда конденсаторов через суммарную нагрузку, минуя источник питания, а тиристоры, подключающие источник питания к суммарной нагрузке, включают по отношению к началу указанных полупериодов с задержкой, величина которой связана с выходным напряжением обратно пропорциональной зависимостью (31.

Недостатки известного способа— уменьшение времени, предоставляемого для восстановления тиристоров при увеличении задержки, что ограничивает диапазон регулирования выходного напряжения. Кроме того, известный способ не исключает повторные пусковые режимы инвертора, что снижает надежность.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования выходного напряжения и повышения надежности за счет исключения повторных пуско:вых режимов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу широтно5

30 импульсного регулирования выходного напряжения инвертора резонансного типа, содержащего элементы схемы инвертирования и дополнительные тиристоры, образующие цепь перезаряда конденсаторов через суммарную нагрузку, минуя источник питания и цепь подключения источника питания к суммарной нагрузке, заключающемуся в том, что в начале полупериодов включают тиристоры, образующие цепь. перезаряда конденсаторов через суммарную нагрузку, минуя источник питания, а тиристоры, подключающие источник питания к суммарной нагрузке, включают по отно5нению к началу указанных полупериодов с задержкой, величина которой связана с выходным напряжением обратно пропорциональной зависимостью,.в одних полупериодах напряжения включают только тиристоры, образующие цепь перезаряда конденсаторов через суммарную нагрузку, минуя источник питания, а в других полупериодах, кроме этого, включают тиристоры, подключающие источник питания к суммарной нагрузке, причем увеличивая число полупериодов, в которых включают только тиристоры, образующие цепь перезаряда конденсаторов через суммарную нагрузку, минуя источник питания, уменьшают величи" ну выходного напряжения.

На фиг. 1 представлена схема инвертора резонансного типа; на фиг. 2диаграммы токов диагонали моста инвертора.

Инвертор состоит из тиристоров

1-4, включенных по мостовой схеме, в одну диагональ которой включена последовательная цепь из параллельно включенных конденсатора 5 и активноиндуктивной нагрузки 6 и 7, и конденсатора 8, а в другую — дроссель

9 и источник 10 питания. Кроме того, в схему включены два дополнительных тиристора 11 и 12, один из которых включен между общей точкой

13 соединения тиристоров 1 и 4 и

"плюсом" источника 10 питания, а другой — между общей точкой 14 соединения тиристоров 2 и 3 и общей точкой 15 соединения тиристора 11, минуса" источника питания и дросселя 9, 16 — общая точка соединения тиристоров 1 и 3.

Способ осуществляется следующим образом..)108586

Случай прерывистого входного тока с циклом из шести полупериодов.

К началу первого полупериода в цикле (%=3 ) все тиристоры находятся в выключенном состоянии, конденсаторы имеют полярность, указанную на фиг. 1 без скобок. В момент 1= 4 включают тиристоры 1 и 12, В интервале fq-%Z ток через диагональ инвертора протекает по цепи: общая точка 14 соединения тиристоров общая точка 15 соединения — общая точка 16 соединения — общая точка

13 соединения — общая точка 14 соединения под действием энергии, накопленной в конденсаторах 5 и 8.

К моменту р="с конденсаторы перезаряжаются и имеют полярность, указанную в скобках. В момент - =1 тиристоры 1 и 12 выключаются под действием обратного суммарного напряжения конденсаторов 5 и 8. В течение времени 1 = через диагональ моста ток не течет, а на нагрузки 6 и 7 разряжается конденсатор 5.

Во втором полупериоде в момент времени 1= включают тиристоры 11 и 3. В интервале времени - через диагональ протекает ток по цепи: общая точка 13 соединения тиристоров — общая точка 15 соединения общая точка 16 соединения — общая точка 14 соединения — общая точка

l3 соединения. По истечении задержки в момент = включают тиристор

4. Происходит коммутация тока 1 с тиристора l! на тиристор 4. К точкам

15 и 13 подключается источник 10 питания. В интервале 1 - В ток через диагональ моста протекает по цепи: общая точка 13 соединения тиристоров — общая точка 17 соединения— источник 10 питания -- общая точка

15 — общая точка 16 — общая точка

14 — общая точка 13.

К моменту времени 1=1Б конденсаторы 5 и 8 заряжаются до максимального напряжения. В момент =-Ьз ток диагонали моста становится равным, нулю. Во время - 5-$ тиристоры 3 и

4 восстанавливают запирающие свойства.

С третьего по шестой полупериоды цикла процессы аналогичны второму полупериоду.

Так как в рассмотренном цикле, состоящем из шести полупериодов, источник питания был подключен к инвертору в пяти полупериодах, то

5 среднее за цикл напряжения, подключаемое к инвертору(без введения задержки)составляет 5/Ь U . Уменьшая число полупериодов, в которых источник питания подключают к инвертору, можно дискретно уменьшить среднее входное напряжение. Соответственно входному изменяется и выходное напряжение инвертора. Для четырех таких полупериодов в цикле среднее входное напряжение равняется

2/3 Ощщ, для трех — 1/2U, для двух — 1/3А оМ для одного — 1/60!!0 4, Интервалы дискретного регулирования при этом составляют 1/60!!0!ч1, 20 В цикле, состоящем, например, из десяти олупериодов, интервал дискретного регулирования составляет

0,10 !0!4,из двадцати — 0,050 !0 4.

Кроме случая, когда в цикле иэ

15 шести полупериодов источник питания подключают к инвертору в пяти полупериодах, на чертежЕ приведены диаграммы для случаев подключения источника питания в 4 и 2 полу30 периодах.

В интервалах между дискретными уровнями регулирование выходного напряжения можно осуществлять известным широтным способом, поскольку в этом случае не требуется введение больших задержек.

Так как в полупериодах, в которых

40 источник питания не подключают к инвертору, инвертор не выключают, отпадает необходимость в поворотных пусках.

Использование предлагаемого способа расширяет диапазон регулирования выходного напряжения, исключает повторные пусковые режимы и устраняет необходимость разработки способов

50 регулирования выходного напряжения инверторов высокой частоты для широкого круга практических задач(в электроприводе, эле.<тротермии, источниках питания и др.1 .

1108586

17

ВНИИПИ Заказ 5882/42 Тираж 667 Подписное

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул.Проектная,4