Инвертор со ступенчатой,близкой к синусоиде,формой кривой выходного напряжения
QllИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
565365 ""
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. спид-ву— (22) Заявлено 03.01.73 (21) 1866101/07 с присоединением заявки № 1986723/07 (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.07.77. Бюллетень № 26 (45) Дата опубликования описания 20,10.77 (51) М Кл Н 02М 7/537
Гасударственный комитет
Совета Министров СССР оа делам иэабретеиий и открытий (53) УДК 621.314.58 (088.8) (72) Авторы
И 3 О 0 "I P. T С H И и
М. Б. Позин, И. И. Токарь, Л. Н. Грачев и А. А. Судаков (71) Заявитель (54) ИНВЕРТОР СО СТУПЕНЧАТОЙ, БЛИЗКОЙ
К СИНУСОИДЕ, ФОРМОЙ КРИВОИ ВЫХОДНОГО
HA П РЯ)КЕ Н ИЯ
Изобретение относится к области электротехники и может быть применено в статических преобразователях напряжения и частоты.
Известен преобразователь (1) постоянного напряжения в переменное, синтезирующий синусоидальное напряжение импульсами от нескольких инверторов, раоотающих с временным сдвигом.
El o недостатком является наличие ylcTройств искусственной коммутации тиристоров
IIHBQpTopoB при синтезировании больших мощностей, что вызывает увеличение массы и снижает надежность работы преобразователя.
Известе н инвертор со ступенчатой, близкой к синусоиде, формой кривой выходного напряжения (2), содержащий основную преобразовательную ячейку с прямоугольным выходным напряжением и несколько дополнительных преобразовательных ячеек, формирующих ступенчатое напряжение для достройки синусоиды через суммирующее устройство, соединенное последовательно с выходом основной ячейки.
ОднаKQ такой инвертор не обеспечивает вы сокой выходной мощности и имеет большие габариты.
С целью расширения диапазона выход ной мощности в предлагаемом устройстве основная ячейка выполпепа па тиристорах, а до,полнительные — на транзисторах, причем суммарное выходное напряжение дополнительных ячеек в начале и в конце каждого полупериода выходного напряжения инвертора
5 выбрано большим напряжения, питания. Основная ячейка может быть построена по полумостовой или мостовой схеме.
В случае выполнения основной ячейки Ilo мостовой схеме для обеспечения работоспо10 собности инвертора выход основной ячейки шунтируегся двумя соедипеннымп встречнопаралллельно тиристорами.
На фиг. 1 изображена припципиальпая схема предложенного устройства (вариант с
15 полумостовой схемой построения основной ячейки); на фиг. 2 — диаграмма напряжений, поясняющая принцип работы схемы по фиг. 1.
Предложенное устройство содержит основную преобразовательную ячейку, состоящую
20 из ти ристоров 1 и 2 с обратно включенными диодами 3 и 4. Между катодом тиристора 1 п анодом тиристора 2 включены вторичные обмотки 5 и 6 суммирующего многостержневого трансформатора 7, |первичные обмотки 8, 9 и
10 которого соединены с дополнительными преобразовательными ячейками, вьополне ными на транзисторах 11 — 18 с обратно включенными диодами 19 — 26. Между средней точкой вторичной обмотки трансформатора 7 и
30 <пулем» источника включена нагрузка.
565365
Устройство,работает следующим образом.
На обмотках 5 и 6 суммирующего трансформатора 7 образуется напряжение, показанное ня фиг. 2я. Пунктиром На фиг. 2а показано напряжение половины источника входЕ ного напряжения —, На фиг. 2б и 2в изобра2 жены импульсы упра вления тиристорами 1 и 2.
В момент времени /) (фиг. 2б) включается тир)<сто)р l. В интервале т) на пряжение fa нагрузке равно сумме напряжений верхней поло/ вины источника входного напряжения +
C и напряжения,на обмотке 5 трансформатора
7. Ток нагрузки протекает от плюса источника входного цап ряжения через ти|ристор 1, обмотку 5 трансформато ра, напрузку и возвращается в «нуль» источника, Обратный ток нагрузки (если, нагрузка,не чисто активная) протекает в обратном направлении Ilo той же цепи, но не через тиристор 1, а через диод 3.
В момент .времени /2 напряжение на обмотке 5 стано)вится больше,напряжения всего источника E. Поэтому через диоды 3 и 4 п роисходит короткое замыкание вторичной обмотки па источник .входного напряжения.
Ток короткого замыкания протекает от минуса источника через, диод 4, обмотку 6 тра))сформатора 7, обмотку 5, диод 3 и возвращается в плюс источника. Это замыкание длится интервал T2, так,как в течение времени т диод 3 проводит ток, то к тиристор 1 приложено в течение этого времени неоольшое ооратное напряжение, равное прямому падепшо напряжения на диоде 3 и ec;»f время т) больп)е времени запирания THpHicтора 1, то к
I B момент /„- (фиг. 2в) вкл)очяется тиристор 2 и в интервале т.„-.,напряжение па нагрузке (фиг. 2з) равно сумме напряжения нижней половины н<.точпика входного иапряи<ения /; — — и напряже;-п)я на обмотке 6 Tpa))c))op2 матора 7. В интервале т4 сноьа происходит ) Bходпого )13)lpga 1)KBf)1151, OO3IOTI Ток короткого замыкания по контуру: ис)Очпик вход.)ог0 )IHпряжения, обмотки 5 и 6 трансформатора, диоды 3 и 4 в интервалах т и т4 равен частному от деления суммы ЭДС напряжения Обмоток 5 и 6 трансформатора 7 минус ЭДС п=точника E,íà сумму внутренних сс противлений источни)ка Е устройства, достраивающего прямоугольное напряжение до сипусопдального, со стороны обмоток 5 и 6 и открытых диодов 3 и 4. Этот ток должен гарантиро ваиио превышать максимальный ток нагрузки в интервалах Т2 и Т4, чтобы в этих интервала.; были открыты диоды 2 и 3, а пе f0 l..> 2» 4з »5 60 тиристоры 1 или 2, поэтому ег0 следует выблрать на 30- — 50 -/ ббльшим ма)<симального тока нагрузки в интервалах т> и т4. При этом разность межд . суммой ЭЛС напряжений оомоток 5 и 6 и ЭДС источника E,для обеспечения этого тока требуется весьма небольшой (составляет всего несколько процентов от папряженля Е в мощных HHI)epTopaw). Так как ток короткого замыкания в интервалах т2 и т4 порядка тока нагрузки, и к тому же интервалы т и т4 существенно меньше периода работы, то этот ток практически пе вызывает дополнительных потерь в диодах 3 и 4, трансформаторе 7 и коммутаторе на транзисторах l1 — 18 .и диодах 19 — 26, а установленная мощность этих элементов практически не увеличи)вается. Возможны модификации»редлоэкенного пп)вертора, например, основной инвертор может быть выполнен по мостовой схеме, при этом нагрузка должна быть закорочена встречно-параллельными тиристорами: Несмотря на большее количество THpHicToров в инверторе второго варианта, траисформато р его имеет меньшую массу, что является нсобходимым B ряде случаев применения инверторов. Формула изобреTcния 1. 1ЛИ|веpTolp со ступенчатой, близкой к синусоиде, формой кривой выходного напряжения, содержащий осно)вную преобразовательную ячей)<у с прямоугольным выходным напряжение<я и несколько дополнительных,преобразовательных ячеек, формиру)ощ))х ступе нчатое напряжение для дострой и синусоиды через суммирующее устройство, соединенное последовательно с выходом основ)ой ячейкл, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью расширения диапазона )31nOpiH0)1 мощности, основная ячейка выполнена па тпристорях. а дополнительные --:пя транзисторах, 1)ричем сум м ар ное выходное II 3 Ilp IIH<å41èå допол и ительных ячеек.в пяча<че и 13 ко))пе каждого полу)периода вых< дпого напряжения пнгер гора выбрано болыпим )напряжения пита )пя инвертора. 2. 1Лнвер)ор по и. 1, отл и ч а ющп и ся Tåì, что основная ячейка выполнена,по полум осто вой,схеме. 3. 1 1н)вертор 110 п. l, отл ич а ющ и и ся тем, что основ няя ячейка выполнена Ilo мостовой схеме и выход ее шунтирован двумя, соединеннь)ми встречно-параллельно тиристо,рами. Источники информации, прш)ятые во в прп экспертизе l. Патент США ¹ 3324374, кл. 321-5, -)67. 2. Патент США № 3579081, кл, 321-9, 1971. 565365 Корректор Л. Ьрахнина Редактор Н. Каменская Подписное Заказ 6248 МОТ, Загорский филиал / ye Составитель В. Моин Техред 3. Тараненко Изд. № 582 Тираж 917 НПО Государствезпного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, /К-35, Раушская паб., д. 4/5
