Автономный инвертор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 5И,999

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено14.10,74 (21)2066960/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.02.78. Бюллетень № 5 (45) Дата опубликования описания07.0Ъ. V8, (51) М, КлР

Н 02 М 7/515

Государственный комитет

Совета Ииниотрав СССР оо делам изобретений н открытий (53) УДК621.314.57 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Загрядцкий, И. В. Рожденственский, Н. И. Кобыляцкий и А. И. Крамаренко (71) Заявители

Кишиневский политехнический институт им. С; Лазо и Всесоюзный институт электрификации сельского хозяйства (54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к статическим устройствам, предназначенным для преобразо- вания энергии постоянного тока на входе в энергию многофазного переменного тока на выходе.

Известны статические преобразователи постоянного тока в трехфазный переменный, содержащие трехфазный автономный инвертор, выходной трансформатор, сглаживающий дроссель и параллельные конденсаторы (1).

Для стабилизации выходного напряжения при изменении нагрузки в таких преобразователях необходимо поддерживать постоянный угол сдвига между током и напряжением инвертора.

Это достигается с помощью обратного управляемого выпрямителя, вход которого подключается к отпайкам первичной или вторичной обмоток трансформатора, а выход — к источнику питания постоянного тока, либо параллельно нагрузке подключается компенсирующее устройство, содержащее индуктивные сопротивления, величина которых регулируется с помощью управляемых вентилей, и загружающее инвертор недостающей реактивной мощностью.

Недостатком таких преобразователей является увеличение их веса и габаритов при работе на переменную нагрузку, например асинхронный двигатель, вследствие того, что все их элементы выбираются из условий обеспечения нормальной работы при максимальной нагрузке (пуск асинхронного двигателя), а также из-за наличия специальных схем управления вентилями обратного выпрямителя или вентилями компенсирующего устройства.

Известен также преобразователь, состоящий из обратного выпрямителя, автономного инвертора, трансформаторного фильтра и выходного трансформатора с подмагничиваемым шунтом (21.

Стабилизация выходного напряжения при изменении нагрузки в таком преобразователе достигается изменением индуктивного сопротивления магнитного шунта выходного трансформатора с помощью обмотки подмагничивания, расположенной на нем.

Такой преобразователь является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатком такого преобразователя является увеличение его веса и габаритов из-за наличия магнитного шунта в выходном трансформаторе.

Целью изобретения является уменьшение веса и габаритов автономного инвертора путем применения .на его выходе фазопреобразуюше591999

29

Формула изобретения

Ю

ro трансформатора на кольцевом сердечнике с подмагничиваемыми ярмам и.

Указанная цель достигается тем, что обмотка подмигничивания расположена на ярмах выходного трансформатора и соединена последовательно с обратным выпрямителем.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема автономного инвертора; на фиг. 2 — его выходной трансформатор.

Автономный инвертор состоит из блока 1, содержащего управляемые вентили с ограниченными коммутирующими конденсаторами, трансформатора с вращающимся магнитным полем, выполненным на кольцевом сердечнике

2 с пазами по типу статора асинхронной машины и обратного выпрямителя 3.

В пазах сердечника 2 расположены кольцевая обмотка подмагничивания 4, охватывающая ярмо серд=чника, первичная двухфазная обмотка 5, вспомогательная двухфазная обмотка 6, каждая фаза которой соосна соответствующей фазе первичной обмотке 5, а также выходная трехфазная обмотка 7, имеющая отводы от каждой фазы.

Каждая фаза первичной обмотки имеет отводы от середины, которые соединены вместе и подключены к зажиму источника питания. Фазы вспомогательной обмотки замкнуты на конденсаторы 8 и 9 соответственно. К отводам выходной обмотки подключают вход выпрямителя 3. Выход выпрямителя 3 через последовательно соединенную обмотку подмагничивания подключен на одноименные зажимы источника питания постоянного тока. При этом к обмотке подмагничивания прикладывается разность напряжений выпрямительного моста и источника постоянного тока.

При подключении инвертора первичная двухфазная обмотка 5 создает два пульсирующих магнитных поля, оси которых сдвинуты в

Л пространстве и времени на угол —. Под влиянием обмотки 6, замкнутой на конденсаторы 8 и

9, пульсирующие поля становятся синусоидальными, и результирующее поле получается круговым вращающимся. Вращающееся магнитное поле, пересекая витки трехфазной обмотки, наводит в фазах этой обмотки симметричное трехфазное практически синусоидальное напряжение. Емкость конденсаторов 8 и 9 подобрана таким образом, чтобы происходила компенсация максимального индуктивного тока нагрузки. При уменьшении нагрузки компенсация нарушается. Блок 1 и обмотки 5 и 6 трансформатора будут загружены емкостным током. В результате этого выходное напряжение инвертора, а значит и выходное напряжение преобразователя должно существенно возрасти. Но этого не происходит, так как даже незначительное увеличение выходного напряжения приводит к увеличению напряжения на выходе выпрямителя 3. Поскольку к обмотке подмагничивания приложена разность напряжений выпрямителя и источника питания, то увеличение напряжения выпрямителя на 1 — 2% приводит к увеличению тока подмагничивания в несколько раз по сравнению с режимом номинальной нагрузки. Усиление подмагничивания приводит к увеличению тока намагничивания, который потребляется первичной обмоткой от инвертора. Поскольку ток намагничивания находится в противофазе с емкостным током, то инвертор и первичная обмотка разгружаются от емкостного тока, и напряжение возрастает незначительно. При сильном увеличении нагрузки выходное напряжение снижается, напряжение на выходе выпрямителя 3 становится меньше напряжения источника питания, и ток по обмотке подмагничивания вообще не протекает. Поскольку мощность трансформатора обычно несколько больше мощности максимальной нагрузки, то изменяя путем по 1магничивания намагничивающий ток от минимального до номинального, трансформатор с вращающимся магнитным полем можно использовать в качестве компенсирующего устройства, управляемого в функции выходного напряжения.

Предлагаемое решение позволяет упростить схему автономного инвертора, уменьшить габариты и вес, повысить надежность его работы и

КПД.

Автономный инвертор, содержащий управляемые вентили, коммутирующие конденсаторы, сглаживающий дроссель, выходной трансформатор на кольцевом сердечнике с пазами, в которых размещена двухфазная первичная и трехфазная вторичная обмотка, обратный выпрямительный мост на диодах, а также обмотку подмагничивания, отличающийся тем, что, с целью снижения веса и габаритов, обмотка подмагничивания расположена на ярмах выходного трансформатора и соединена последовательно с ооратным выпрямительным мостом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Ковалев Ф. И., Мосткова Г. П. и др.

Стабилизированные автономные инверторы с синусоидальным выходным напряжением, с.7—

19, М., «Энергия», 1972.

2. Авторское свидетельство № 469195, кл.

Н 02 М 7/515, 1975.

591999

4иг. 2

Составитель Г. Гомола

Техред О. Луговая Корректор А. Гриценко

Тираж ЯЯЯ. Подписное

Редактор И. Тимофеева

Заказ 608/50

LlHHIIiiH 1асударс-.венного комнчеча Совега,Министров СССР ио делам нзоор IpHHII и открыт»й

I 13035, Москва, Ж-35, Раугиская иао. д. 4 5

Филиал 1111П «Патент», г. Ужгород, ул. 11роектнан 4