Однофазный инвертор

 

п1 4364I9

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетских

Социалистических

Реслублик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 10.03.72 (21) 1757552 24-7 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опуоликовано 15.07.74. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 23.12.74 (51) М. Кл. Н 02m 7,, 52

Н 02m 5/42

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.314.57 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Е. Тонкаль и С. С. Тонкаль

Институт электродинамики АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) ОДНОФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР

Таблица 1 № интервала

9 10

5 6

2 3 4

14 15

7 8

Известные схемы однофазных инвер торов со ступенчатой формой кривой выходного напряжения не обеспечивают достаточно хорошего приближения формы кривой к синусоидальной.

С целью улучшения формы кривой выходного напряжения аноды отсекающих диодов тиристорных ячеек подключены к секциям первичной обмотки трансформатора, На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого инвертора, а на фиг. 2— диаграмма формирования выходного напряжения.

Инвертор содержит: основные тиристоры инвертора 1 — 4, тиристоры формирователя ступенчатого напряжения вторичной обмотки трансформатора 5 — 12, секции первичной обмотки трансформатора 13 — 1б, секции вторичной обмотки трансформатора 17 — 20, отсекающие диоды 21 — 24, диоды обратного тока 25, 2б, коммутирующие конденсаторы 27, 29, дроссель фильтра 30.

Силовая схема инвертора состоит из первичной и вторичной цепей. Первичная цепь имеет секционированную первичную обмотку трансформатора с равным числом витков в средних секциях 14 и 15, каждая из которых больше любой из равных по числу витков крайних секций 13 и 16.

10 Крайние секции этой обмотки через разделительные диоды 21 — 24 подключены к анодам тиристоров 1 —:4. Две вторичные обмотки с неравным числом витков (пусть число витков в обмотке 17 меньше числа витков в об

15 мотке 18) поочередно подключаются к нагрузке через соединенные встречно-параллельно тиристоры. Коммутация тока в первичной цепи инвертора осуществляется конденсаторами 27, 28, 29.

20 Диаграмма включения тиристоров инвертора приведена в табл. 1.

436419

10 и72 Н5 —, ЕП

1 з

U»„=,, E».

Wg + И7

ЗО

W3

U», =, E»„

Я4

Первым импульсом управляющего устройства включаются тиристоры 1, 5. При этом к источнику питания Е„оказываются подключенными согласно-последовательно секции 13 и 14 первичной обмотки с числом витков

W< +W> " и к нагрузке прикладывается первая ступень положительного полупериода выходного напряжения:

U72

U„ —, „„ E„

W) + Wg

Одновременно последовательно соединенные коммутирующие конденсаторы 27 — 29 заряжаются до напряжения, равного 2Е», с указанной полярностью. Вторым импульсом включаются тиристоры 4, 7 и положительный потенциал последовательно соединенных конденсаторов 27 — 29 прикладывается к катоду, а отрицательный — к аноду 1, и тиристор 7 закрывается. Одновременно запирается тиристор 5, поскольку к его катоду прикладывается положительная относительно анода э.д.с., наведенная в обмотке 17, а на нагрузке формируется вторая ступень напряжения:

Н з

U» 2 „„„EII °

W + W)

Кз) У U»H2) У»

Последовательно соединенные коммутирующие конденсаторы 27 — 29 перезаряжаются до общего напряжения, равного 2Е».

Третьим импульсом включаются тиристоры

2, 7. При этом последовательно соединенные коммутирующие конденсаторы 28, 29 подключаются к тиристору 4 с отрицательной для него полярностью и он запирается, а конденсаторы 28 и 29 перезаряжаются до величины, несколько большей 2Е» э.д.с., наводимая в обмотке 18 при подключении к секции 14 источника питания Е„, прикладывается к тиристору 7 в обратном направлении и он закрывается, а на нагрузке формируется третья ступень выходного напряжения:

W2

Унз — — Е..

Соотношение чисел витков вторичной и первичной обмоток секций принимается таким, 7»3 ) н2

Четвертым импульсом управляющего устройства включаются тиристоры 3, 7 и положительный потенциал конденсатора 28 через открытый тиристор 3 прикладывается к катоду, а отрицательный — к аноду 2, и тиристор

7 закрывается. В обмотке 17 наводится отрицательное по отношению к тиристору 5 напряжение и он также закрывается, а коммутирующий конденсатор 28 перезаряжается до напряжения, равного 2Е. На нагрузке формируется четвертая ступень выходного напряжения:

4 которая больше напряжения ступени U,3.

Пятым импульсом управляющего устройства включаются тиристоры 2, 5. При этом коммутирующий конденсатор 28 подключается к тиристору 3 с отрицательной для него полярностью и тиристор 3 запирается, а конденсатор 28 перезаряжается. Тиристор 7 запирается, так как к его катоду прикладывается положительная относительно анода э.д.с., наведенная в обмотке 18 и

Шестым импульсом управляющего устройства включаются тиристоры 4, 7, тиристор 2 закрывается отрицательным по отношению к нему напряжением последовательно соединенных коммутирующих конденсаторов 28 и 29, а последние перезаряжаются до напряжения, большего E„. Э.д.с., наведенная в обмотке 17, выключает тиристор 5, а напряжение источника питания прикладывается к секции 15 и

16 первичной обмотки с числом витков ф/ //+ ф/ ////

Седьмым импульсом управляющего устройства включаются тиристоры 1, 5 и положительный потенциал последовательно соединенных конденсаторов 27 — 29 прикладывается к катоду, а отрицательный — к аноду 4 и тиристор 5 закрывается. Тиристор 7 закрывается отрицательным напряжением, наведенным в обмотке 18, а последовательно соединенные конденсаторы 27 — 29 перезаряжаются до напряжения, равного 2Е„и

У 2

U»2 E„.

W(+ Р

Пояснение формирования отрицательного полупериода ступенчатого напряжения видно из дальнейшего рассмотрения диаграммы работы тиристоров по табл. 1 и затруднений не представляет.

Инвертор может работать на нагрузку активно-индуктивного характера. Для возврата реактивной энергии нагрузки в источник питания необходимо дополнительно ввести обратные диоды 25, 26 в первичную цепь схемы инвертора, а во вторичную — в зависимости от величины коэффициента мощности нагрузки — один или два узла коммутации, состоящих из конденсатора 31, 32 и включенных с ними последовательно двух встречнопараллельно соединенных тиристоров 33 —:36 (на фиг. 1 показаны прерывистой линией).

Добавление в схеме инвертора двух вторичных обмоток и двух пар встречно-параллельно соединенных тиристоров позволяет увеличить число формируемых ступеней выходного напряжения на четыре. Так, добавив (фиг. 1) 436419

Таблица 2

¹ интервала

12 13 14 15 16 17 18

28 29

26 27

30

24 25

20

21 22

8 9 10 11

4 5 6

2 3

3 2 3 2

1 9 7 5

4 1 4 1 4 1 4

11 9 7 5 6 8 10

4 1

7 9

4 1

6 5

3 1

6 12

4 1

10 8

3 2

10 8

2 3

8 10

4 2 3

11 5 7

Предмет изобретения

12> фиг. 2

Составитель Г. Вотчицев

Техред Г. Васильева Корректор В. Кочкарева

Редактор Л. Цветкова

Заказ 3440/7 Изд. № 1843 Тираж 722 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография. пр Сапунова, 2 вторичные обмотки трансформатора 23, 24 и тиристоры 9 — 12, на выходе инвертора можно формировать восьмиступенчатое напряжение, мало отличающееся от синусоидального, Однофазный инвертор по нулевой схеме, содержащий трансформатор с сскционированными первичной и вторичной обмотками, причем средняя точка первичной обмотки связана с одним из зажимов источника питания, а каждая из секций вторичной обмотки через пары встречно-параллельно соединенных тиристоров подключена к выходной клемме инДиаграмма включения тиристора инвертора, позволяющая формировать на нагрузке за полный период восьмиступенчатое напряжение, приведена в табл. 2. вертора, и тиристорные ячейки, состоящие из последовательно соединенных тиристора и отсекающего диода, между общими точками соединения KQTOpblx включаются коммутирующие кондснсаторы, отличающийся тем, 10 что, с целью улучшения формы кривой выходного напряжения, аноды отсекающих диодов указанных тиристорных ячеек подключены к секциям первичной обмотки трансформатора.