Инвертор напряжения с цепью сглаживания

Авторы патента:

H02M1/16 - устройства для предотвращения скачкообразных изменений тока в момент коммутации, например с помощью дросселя с насыщением

Владельцы патента RU 2755810:

Джус Илья Николаевич (RU)

Изобретение относится к электротехнике и используется в преобразователе частоты. Технический результат – снижение потерь. Конденсаторы (8, 9) и резисторы (10) улучшают форму выходного напряжения, особенно в зоне малых напряжений. Диод (11) используется один на два плеча. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и используется в преобразователях частоты.

Широко известный [1] инвертор напряжения, содержащий одно или несколько плеч, составленных из двух последовательно включенных между полюсами источника запираемых вентилей, шунтированных обратными диодами и конденсаторами. Недостаток такого резонансного инвертора состоит в относительно низкой надежности, вызванной большими пиками токов в вентилях и их увеличенном нагреве. Наиболее близок по уровню техники инвертор [2] напряжения, содержащий одно или несколько плеч, составленных из двух последовательно включенных между полюсами источника, запираемых вентилей, шунтированных обратными диодами, двух последовательных резисторно-конденсаторных цепей, так что резисторы соединены между собой и соединены с выходом, а цепи включены между полюсами источника. Недостаток такого инвертора состоит в сложности и относительно больших потерях энергии.

Техническим результатом предложения является снижение потерь. Технический результат достигается за счет того, что между вторыми выводами резисторов включен диод. На чертеже представлена схема инвертора напряжения со сглаживающей цепью. К источнику 1 постоянного тока присоединены два идентичных полумостовых блока 2 и 3 инвертора. Блок 2 раскрыт подробно. Блоки содержат последовательно включенные между полюсами запираемые вентили 4, 5, шунтированные встречными диодами 6 и 7. Конденсаторы 8 и 9 также включены последовательно между полюсами и их средняя (общая) точка через резисторы 10 соединена с общей точкой вентилей 4, 5, которая, являясь выходом инвертора, присоединена к нагрузке 13, которая преимущественно имеет индуктивный характер. Имеется блок управления 12, подающий управляющие сигналы на вентили 4, 5 блоков 2 и 3. Оба резистора 10 имеют одинаковый номер, так как могут быть выполнены в виде резистора со средним выводом. Есть диод 11. Инвертор работает следующим образом. Он преобразует энергию постоянного тока источника 1 в переменный ток регулируемой частоты и величины напряжения. С этой целью блок 12 управления известным образом подает на вентили 4, 5 блоков 2 и 3 управляющие сигналы. В соответствии с этими сигналами вентили 4, 5 включаются и выключаются. Эти процессы переключения вентилей вызывают перенапряжения, которые смягчаются конденсаторами 8, 9 совместно с резистором 10. Однако основная задача этих цепочек состоят в другом - в фильтрации выходного напряжения (на нагрузке 10). Особенно такая фильтрация полезна в моменты формирования низких значений напряжения - при переходе огибающей выходного напряжения через нуль от одной полярности до другой. Так как для формирования близкой к синусоиде форме выходного напряжения используется метод широтно-импульсной модуляции, то в моменты перехода огибающей напряжения через ноль, импульсы напряжения становятся очень короткими, а паузы - длительными. В результате в выходном напряжении возникают паузы так называемого мертвого времени. Из-за этого существенно искажается форма напряжения на выходе инвертора. Известный метод борьбы с таким эффектом состоит в слежении за знаком выходного тока и управлении широтно-импульсной модуляцией по результатам этого слежения. Однако такой способ усложняет высоковольтный инвертор. Конденсаторы 8, 9, будучи заряжены, заполняют эти паузы напряжения. При этом по сравнению с прототипом уменьшаются потери в резисторах, так как в части процессов заряда разряда участвует диод 11. При этом один (11) диод используется на два транзистора, что упрощает установку.

Источники информации

1. Патент РФ на полезную модель № 5296RU. МКИ Н02Н 7/122.

2. Воронин П.А. Силовые полупроводниковые ключи. М.: Додэка. 2001, стр. 242, рис. 5.29.

Инвертор напряжения с цепью сглаживания, содержащий одно или несколько плеч, составленных из двух последовательно включенных между полюсами источника постоянного тока запираемых вентилей, шунтированных обратными диодами, двух последовательных резисторно-конденсаторных цепей, так что резисторы соединены между собой и соединены с выходом, а цепи включены между полюсами источника постоянного тока, отличающийся тем, что между вторыми выводами резисторов включен диод.

Изобретение предназначено для преобразования постоянного напряжения в импульсное переменное и может найти широкое применение в различных областях техники, в том числе в источниках вторичного электропитания, источниках бесперебойного питания, преобразователях постоянного напряжения в переменное. Технический результат изобретения: создание простого универсального полумостового преобразователя постоянного напряжения с гальванически развязанным управлением, с обеспечением «мягкого» первоначального включения преобразователя с отсутствием «сквозного тока».

Устройство для включения силового трансформатора // 2715047

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам энергоснабжения, и может быть использовано в трансформаторных подстанциях для включения силового трансформатора под нагрузкой. Технический результат заключается в упрощении конструкции устройства, его эксплуатации и ремонта, повышении надежности пускового устройства и системы электроснабжения в целом.

Силовой преобразователь постоянного тока в постоянный ток, индуктивно-емкостный фильтр и способ ослабления магнитного поля в силовом преобразователе // 2698110

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в силовых преобразователях транспортного средства. Техническим результатом является улучшение фильтрации помех в шине питания.

Неуправляемый диодный выпрямитель // 2692677

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться для преобразования переменного тока в постоянный. Новым в предложении является использование переключателя, изменяющего конфигурацию входного фильтра на этапе предзаряда таким образом, что резистор высокочастотного фильтра используется в качестве токоограничивающего.

Высоковольтный выпрямитель // 2686067

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться для преобразования переменного тока в постоянный. Техническим результатом изобретения является упрощение за счет возможности использования низковольтного источника тока для предзаряда.

Частотный преобразователь (варианты) // 2683236

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться для преобразования постоянного тока в переменный. Технический результат – уменьшение потерь мощности.

Способ зарядки накопительного конденсатора от источника постоянного тока // 2671807

Изобретение относится к электротехнике и, в частности, к технике преобразования энергии постоянного тока в энергию требуемого вида с использованием звена постоянного тока в виде емкостного накопителя. Технический результат изобретения - уменьшение габаритов устройства, реализующего способ.

Способ пуска преобразователя электроэнергии для вагонов электротранспорта // 2669756

Изобретение относится к электрооборудованию транспортных средств с электротягой. Способ пуска преобразователя электроэнергии для вагонов электротранспорта заключается в том, что подают входное напряжение на конденсатор фильтра через нагреватель, контролируют напряжение на конденсаторе и при достижении этого напряжения заданной величины подключают конденсатор к сети напрямую.

Способ снижения коммутационных перенапряжений и использование их энергии для питания другого электрооборудования // 2658653

Изобретение относится к электротехнике, в частности к цепям защиты коммутационных аппаратов от перенапряжений, накоплению и полезному использованию этой энергии для питания другого электрооборудования. Изобретение может быть использовано, например, в преобразовательной технике.

Сетевой фильтр // 2657232

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для предотвращения скачкообразных изменений тока в цепях с устройствами, питающимися от сети переменного тока, предотвращения долговременной подачи избыточного напряжения в цепь нагрузки, общего энергосбережения активной энергии и оптимизации уровня подаваемого в нагрузку напряжения.