Устройство для управления автономным инвертором

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ ц650204

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.05.76 (21) 2359114/24-07 с присоединением заявки Ме (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень Хе 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.79 (51) М. Кл.

Н 02Р 13/18

Государствениый комитет (53) УДК 621.316.727 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ю. А. Мордвинов и С. И. Королев

Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

АВТОНОМНЫМ ИНВЕРТОРОМ

Изобретение относится к области силовой электротехники, решающей проблемы преобразования электрической энергии, и может быть использовано при построении вторичных источников питания для управ- 5 ления автономными инверторами.

Известны устройства для управления тиристорными и транзисторными устройствами, выполненные в виде замкнутого регистра сдвига (l), (2). 10

Устройство для управления тиристорными инверторами содержит генератор, подключенный к триггерному распределителю импульсов управления, логический блок совпадения, вход которого подсоединен че- 15 рез блок формирования импульсов к дополнительному задающему генератору.

На выходе устройства формируются шесть гальванически развязанных импульсов напряжения, которые используются для управления тиристоров автономных инверторов. Недостатком указанного решения является сложная электрическая схема, низкая надежность и низкий КПД.

Устройство для управления тиристорами инвертора содержит генератор импульсов, шесть тиристоров, шесть трансформаторов и шесть транзисторов, включенных цепями управления параллельно тиристорам, а коллекторные цепи подключены к указан- Ç0 ным трансформатор а м. На выходах формируются импульсы напряжения длительностью 60 эл. град.

Недостатком данного устройства является сложная электрическая схема, низкая надежность и большая установленная мощность полупроводниковых элементов.

Из известных, решений наиболее близким по технической сущности является устройство для управления автономным инвертором .(3). Оно выполнено в виде замкнутого регистра сдвига и состоит из подключенных к источнику прямоугольного напряжения формирователей импульсов по числу фаз автономного инвертора, каждый из которых содержит согласующий трансформатор с одной .первичной и четырьмя вторичными обмотками, две из которых через диоды включены в цепи управления тиристорами инвертора, и коммутирующие конденсаторы, причем каждый из формирователей импульсов снабжен двумя встречнопараллельно включенными тиристорами, соединенными последовательно с первичной обмоткой указанного согласующего трансформатора, третья обмотка которого подключена через диод к коммутирующему конденсатору и параллельно ему включенному переходу управляющий электрод— катод одного из тиристоров этого же фор650204 мирователя импульсов, а четвертая через диод — ко вторичному коммутирующему конденсатору и к параллельно ему включенному переходу управляющий электрод —— катод од ного из тиристоров последующего формирователя импульсов. Как видно, в данном устройстве осуществляется преобразование электрической энергии два раза: сначала формируется напряжение прямоугольной формы, затем при помощи тиристоров формирователя осуществляется распределение импульсов управления тиристорным инвертором. Кроме того, прсдлагаемое устройство не может использоваться одно временно и для управления широко распространенным онофазным транзисторным инвертором с длительностью импульсов выходного напряжения 120 элект,рических градусов.

Нсдостатком указанного решения является сложная электрическая схема и низкий КПД.

Целью настоящего изобретения является упрощение электрической схемы и повышение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления автономным инвертором, содержащее задающий генератор, согласующие трансформаторы с одной первичной обмоткой и тиристоры, дополнительно снабжено делителем частоты на три, тремя мостовыми усилителями мощности на четырех стойках, имсющими одну общую стойку, а также формирователем импульсов, причем делитель частоты на три подключен к выходу задающему генератора, пер вичные обмотки согласующих трансформаторов соединены с выходами мостовых усилителей мощности, в цепи питания двух последних усилителей мощности включены упомянутые тиристоры, управляющие электроды которых соединены с выходами формирователя импульсов, подключенного ко вторичным обмоткам согласующего трансформатора первого усилителя мощности, цепи управления транзисторов общей стойки соединены с выходами делителя частоты, а цепи управления транзисторов других стоек — с выходами задающего генератора.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства для управления автономным инвертором; на фиг. 2 — диаграммы напряжений.

Устройство содержит задающий генератор 1, делитель 2 частоты на три, три мостовых усилителя мощности на транзисторах 3 — 10, выходные трансформаторы 11, 12, 13 усилителей, формирователь 14 импульсов и тиристоры 15, 16.

Выходы задающего генератора 1 соединены с делителем 2 частоты на три и с цепями управления транзисторов 5, 6, 7, 8, 9, 10 трех стоек. Выходы делителя частоты подключены к цепям управления транзиб

2О

4О

rio

4 сторов 3, 4 общей стойки трех усилителей мощности, а выходы формирователя 14, подключенного к обмоткам трансформатора 11 первого усилителя мощности, соединены с управляющими электродами тиристоров 15, 16, включенными в цепи питания двух последних стоек.

Рассмотрим работу устройства для управления автономным инвертором. Задающий генератор 1 (генсратор Ройера) формирует прямоугольные импульсы трехкратной частоты относительно выходной инвертора (фиг. 2a) . Напряжение вторичных обмоток трансформатора задающего генератора .поступает на делитель 2 частоты на три и на управление транзисторами 5, 6, 7, 8, 9, 10 стоек трех мостовых усилителей мощности, имеющих одну общую стойку, транзисторы 3, 4 которой управляются с выхода делителя 2 час1оты (фиг. 26), Импульсы управления на транзисторы 3, 8, 10 и 4, 9, 7 соответственно поступают в фазе.

Причем импульсы управления транзисторами 3, 4, 5, 7, 6 подаются так, чтобы импульсы на выходе трансформатора 11 формировались длительностью в полпериода задающего генератора и в момснты времени, соответствующие фиг. 2в. В цепи питания двух последних стоек включены тиристоры, которые включаются по задним фронтам импульсов, формирующихся на трансформаторе 11 (фиг. 2г). Импульсы управления на них поступают от формирователя 14, подключенного к выходным обмоткам трансформатора 11, усилителя мощности и представляющего собой, допустим, две дифференцирующие цепочки. Причем выходные импульсы формирователя (фиг. 2г) одной полярности подаются на управление одним тиристором, а другой полярности— на управле1ние другим тиристором. При соблюдении всех этих условий на,выходе трансформатора 12 и 13 формируются двухполярные импульсы напряжения, представленные соответственно на фиг. 2д, 2е.

Данное устройство может использоваться также для управления транзисторным автономным инвертором, на выходе которого формируется напряжение без третьей и кратной ей гармоник, т. е. с длительностью импульсов напряжения 120 эл. град. (фиг.

2д) . Выходные напряжения управления при этом показаны на фиг. 2ж ... 2к, где напряжения фиг. 2ж и фиг. 2и по длительности равны 2/з полупериода рабочей части инвертора и соответствуют моменту проводимости силовых элементов инвертора, а напряжения фиг. 2з и фиг. 2к — /q полупериода рабочей частоты и соответствуют моменту закрытого состояния силовых транзисторов инвертора. Такое состояние импульсов управления инвертора поддерживается при любой регулируемой частоте

:выходного напряжения преобразователя, причем регулирование частоты осуществ650204

:о ляется задающим генератором. Напряжения фиг. 2з и 2к снимаются с оомо ок трансформатора первого усилителя мощности, а на.пряжения фиг. 2к и фиг. 2и соответственно с выхода второго и третьего трансформ аторов. Таким образом, данное устройство отличается простой электрической схемой и высоким КПД за счет того, что преобразование энергии в силовой цепи осуществляется один раз. Кроме того, предлагаемая схема устройства может быть ис,пользована для питания мощных элекгрических агрегатов, связанных между собой общим технологическим процессом. И в этом случае повышение КПД устройства будет особенно ощутимо. Предлагаемая схема устройства, кроме того, может быть использована для управления и транзисторным однофазным инвертором, на выходе которого формируется напряжение без третьей и кратной ей гармоник.

Формула изобретения

Устройство для управления автономным инвентором, содержащее задающий генератор, согласующие трансформаторы с одной первичной обмоткой и тиристоры, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения

КПД действия, опо дополнительно снабжено делит 7cм частоты на три, тремя мостовыми усилителями мощности на четырех стойках, имеющими одну общую стойку, 5 формирователем импульсов, причем делитель частоты на три подключен к выходу задающего генератора, первичные обмотки согласующих трансформаторов соединены с выходами мостовых усилителей мощности, 10 в цепи питания двух .последних усилителей мощности включены упомянутые тиристоры, управляющие электроды которых соединены с выходами формирователяимпульсов, подключенного ко вторичным обмот15 кам согласующего трансформатора первого усилителя мощности, цепи управления транзисторов обшей стойки соединены с выходами делителя частоты, а цепи управления транзисторов других стоек — с выхо20 дами задающего генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторскос свидетельство СССР № 218991, кл. Н 02m 7/48. 1964.

25 2. Лвторское свидетельство СССР № 270054, кл. H 02m 1/08, 1968.

3. Лвторское свидетельство СССР № 282514, кл. Н 02Р 13/16, 1969.

650204

С:1 „:) 1 !

1 Г A

Г >

pic. g

Составитель О. Парфенова

Корректоры: P. Беркович и А. Степанова

Техред А. Камышннкова

Редактор Б. Герцен

3 2709/15 аказ Изд. № 158 Тираж 865 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и откр ытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2