Инвертор

 

Изобретение относится к преобразовательной технике. Целью является расширение диапазона выходных частот инвертора. Инвертор содержит коммутирующий LC-контур из дросселя 2 и конденсатора 3. Последовательно с тиристором 5 включен насыщающийся согласующий трансформатор 7. Наличие насыщающегося тр-ра 7 обеспечивает снижение уровня динамических параметров . 2 ил. (Л с:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1410245 А1 511 4 Н 02 М 7/515

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4104393/24-07 (22) 26.05.86 (46) 15.07.88. Бюл. № 26 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Ю.М. Гусев, В.Э. Дель, В.М. Марон и Е.И. Снятков (53) 621 314.572(088.8) (56) Электронная техника в автоматике. Вып. 3. М.: Советское радио, 1972, с. 166.

Заявка Японии ¹ 49-55891, кл. Н 02 M 7/515, 1979.

Патент Англии ¹ 1082856, кл. Н 02 M 5/30, 1963.

Лекоргийе Ж. Управляемые электрические вентили и их применение. М.:

Энергия, 1971. (54) ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к преобразовательной технике. Целью является расширение диапазона выходных частот инвертора. Инвертор содержит коммутирующий LC-контур из дросселя 2 и конденсатора 3. Последовательно с тиристором 5 включен насыщающийся согласующий трансформатор 7. Наличие насыщающегося тр-ра 7 обеспечивает снижение уровня динамических параметров. 2 ил.

1410245

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть испол1ьзовано при создании высоковольтных источников синусоидального напряжения с широким диапазоном изменения выход1 ншх частот, в частности в установках ля генерирования электрических пол< й.

Цель изобретения — расширение диа- 10 п зона выходных частот инвертора.

На фиг. 1 приведена схема предлож нного инвертора; на фиг. 2 — врем нные диаграммы, поясняющие его раб ту. 15

Инвертор содержит последовательно в юченные между плюсовой и минусов и шинами питания дроссель 1 и комм тирующий LC-контур, состоящий из д осселя 2 и конденсатора 3, вклю- 20 ч нные встречно диод 4 и тиристор 5, а од которого подключен к точке с единения дросселя 1 и коммутирующ ro LC-контура 2, 3, а управляющий в од подключен к задатчику управляющих импульсов 6, насыщающийся соглас ющий трансформатор 7, первичная о мотка которого включена между катод м тиристора 5 и минусовой шиной, а вторичная подключена к выходному

L -фильтру, состоящему из дросселя

8 и конденсатора 9.

Инвертор работает следующим образ м.

При подаче напряжения питания прои ходит заряд коммутирующего конденс тора 3 по цепи — плюсовая шина пит ния, дроссель 1, коммутирующий д оссель 2, минусовая шина питания.

П|и поступлении импульса управления н; тиристор 5 (момент времени ф г. 2, диаграмма а) происходит его включение и конденсатор 3 колебательно перезаряжается по цепи дроссфль 2, тиристор 5, диод 4, первичн, я обмотка насьпцающегося трансформат рра 7. Е1а фиг. 2 диаграмма б приведена форма тока в первичной обмотке трансформатора 7, а на фиг. 2 диаграмма в форма напряжения на ней. В процессе перезаряда сердечник насыщ ющегося трансформатора 7 в течение трех интервалов времени t,— находится в насьпцен+» ном состоянии. При этом, в силу большой величины индуктивности намагнИчивания, скорость нарастания тока через тиристор 5 (интервал времени

t< — t2), а также скорость подхода тока диода к нулю малы (интервал времени tg- t6). Эти задержки в разрядном токе снижают скорость нарастания прямого тока через тиристор 5, а также уровень и крутизну фронта перенапряжений, возникающих вследствие обрыва тока диода 4.

В течение каждого из интервалов задержки к выходному колебательному контуру прикладывается импульс напряжения.

В течение времени t6- t происходит дозаряд коммутирующего конденсатора 3 по цепи плюсовая шина питания, дроссель 1, коммутирующий дроссель 2, минусовая шина питания. Далее процесс повторяется. На фиг. 2 диаграмма г приведена форма тока через конденсатор 9, а на фиг. 2 диаграмме днапряжение на нем.

Расширение диапазона выходных частот инвертора реализуется за счет снижения уровня динамических параметров, обеспеченного наличием насыщающегося трансформатора. Скорость нарастания прямого тока через тиристор в случае отсутствия насьпцающегося трансформатора равна

Пс<

dt Е, а в случае его наличия будет иметь величину

Пс<

dt т к+Ьиэ где U < — напряжение на коммутирующем конденсаторе 3 в момент времени t,; — индуктивность коммутирующего дросселя 2;

L — индуктивность первичной обмотки насьпцающегося трансформатора, в ненасыщенном состоянии.

При добротности контура 6, 7 вьппе

8-10, что необходимо для получения синусоидального высоковольтного напряжения, время задержки при включении тиристоров определяется формулой

И.<Б (Bb- + B5)

2 < U

У с< где M — число витков первичной об< мотки насьпцающегося трансформатора;

S — сечение его сердечника;

1410245

В,  — остаточная индукция и индукция насыщения.

Время восстановления увеличивается на интервал времени, длительностью:

М» Б (Bs — В )

t t

6 5 U

Ñ5

Стабилизация происходит следующим образом. Допустим произошло увеличение напряжения на входных зажимах инвертора. Это приведет к увеличению амплитуды импульса напряжения на обмотках насыщающегося трансформатора 7, при этом длительность импульса, определяемая временем задержки пик-трансформатора уменьшается, так как она обратно пропорциональна величине напряжения на его

35 где Uq<- напряжение на коммутирующем конденсаторе в момент вре- мени t5 °

Интервалы времени составляют время, меньшее чем четверть периода выходной частоты инвер-15 тора.

Например, для насыщающегося трансформатора с ферритовым сердечником и параметрами S - =50 см, W = 15 витков,  — В = 0,1 Тл, напряжение U =20

750 В, t — t> = 5 мкс, что на частоте инвертирования 22 аГц увеличивает время восстановления на 40Х.

Насыщающийся трансформатор, кроме того, обеспечивает гальваническую развязку, возможность оптимального согласования инвертора с нагрузкой, а также стабилизацию величины выходного напряжения инвертора. обмотках. Напряжение на выходе инвертора пропорционально амплитуде импульса и его длительности, так как увеличение амплитуды импульса приводит к пропорциональному уменьшению его длительности, напряжение на выходе инвертора будет неизменным.

Аналогичным образом, но в обратном порядке, происходит стабилизация выходного напряжения при уменьшении напряжения на входных зажимах.

Разработанный и изготовленный в соответствии с предлагаемым техническим решением макет высоковольтного источника синусоидального напряжения имеет расширенный на 307 диапазон рабочих частот.

Формула изобретения

Инвертор, содержащий последовательно включенные между плюсовой и минусовой шинами питания дроссель и коммутирующий LC-контур, зашунтированный встречно диодом тиристор, который анодом подключен к точке соединения дросселя и LC-контура, а управляющим входом — к задатчику управляющих импульсов, причем выходная цепь образована вторичной обмоткой согласующего трансформатора, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона выходных частот, согласующий трансформатор выполнен насыщающимся с временем насыщения меньшим четверти периода выходного напряжения, первичная его обмотка включена между катодом указанного тиристора и минусовой шиной питания, а в выходной цепи установлен LC-фильтр.

1410245

ФОГ 2

Составитель Г. Мыцык

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Пожо

Редактор N. Товтин

Тираж 665 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3494/56

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4