Инвертор со ступенчатой формой выходного напряжения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 200172 (21) 1739924/24-07 ()699627 (5t)N. Кл.

Н 02 M 7/515 с присоединением заявки ИоГосударствеммый комитет

СССР мо делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет(53) УДК621. 314, {088. 8) Опубликовано 251179. Бюллетень М 43

Дата опубликования описания 27.11.79 (72) Авторы изобретения

В. С. Моин и В. Л. Уан-Золи (71) Заявитель (54) ИНВЕРТОР СО СТУПЕНЧАТОЙ ФОРМОЙ ВЫХОДНОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в системах электропитания и электропривода транспортных средств и промышленных установок.

Известны инверторы на управляемых вентилях со ступенчатой формой кривой выходного напряжения, в каждой фазе которых включена мостовая преобразовательная ячейка, а в диагональ этой ячейки включен дроссель, средний отвод обмотки которого соединен с выходным зажимом инвертора f1) .

Недостатком известных инверторов является ограниченная мощность, так как ток нагрузки разделен только между двумя силовыми вентилями каждой Фазы и относительно высокий (18Ъ) коэффициент нелинейных иска- 20 жений, поскольку линейное напряжение такого инвертора имеет трехстугенчатую форму.

Если инвертор со ступенчатой формой выходного напряжения проектируется на повышенную мощность и требуется разделение тока нагрузки более, чем на два вентиля, применяются автономные инвертсгры, содержащие в каждой фазе 2N мостовых преобразова- 30 тельных ячеек (где N — любое целое . число), в диагонали которых включены основные дроссели .со средним выводом обмотки (2).

Известные инверторы могут быть использованы и для получения улучшенной. бол близкой к синусоиде формы выходного напряжения с целью уменьшения габаритов и веса выход- . ных фильтров инвертора.

Недостатком известных инверторов является необходимость в дополнительнык уравнительных устройствах.

Инвертор обеспечивает улучшение формы кривой выходного напряжения благодаря введению N групп дополнительных дросселей со средним выводом обмотки, в которых крайние выводы дросселей первой группы соединены со средними выводами о"новных дросселей смежных ячеек, крайние выводы дросселей каждой, последующей группы соединены со средними выводами дросселей предыдущей группы,а средний вывод дросселя И-й группы соединен с выходным зажимом данной фазы инвертора.

На фиг. 1 инвертор в трехфаэном транзисторном варианте; на фиг. 2

699627 диаграммы управления вентилями и форма линейного выходного напряжения.

Инвертор содержит силовые транзисторы 1-24, включенные в шесть мостовых схем. В диагоналях мостовых схем включены дроссели 25-30. Между средними отводами обмоток этих дрос5 селей соседних мостов включены дополнительные выходные дроссели 31-33, со средними точками обмоток которых соединены выходные зажимы инвертора А, В, С.

Трансформаторы управляются в соответствии с диаграммой (фиг. 2),. а именно: переключение вентилей одной стойки моста относительно вентилей другой стойки сдвинуто на 30 переключение вентилей одного мос1 та относительно вентилей другого моста данной фазы сдвинуто на 15 переключение вентилей одной фазы .относительно вентилей другой смежной фазы сдвинуто на 120

При таком управлении на выходе. инвертора формируется пятиступенчатая, близкая к синусоиде кривая линейного ;i5 напряжения Увь с КНИ 9Ъ. Дроссели при этом, работая в режиме автотрансформатора в интервале 1/6 части полупериода, выполняют роль реактивных делителей постоянного напряжения. Для при-,30 мера на фиг. 2 показаны диаграммы напряжения U*pi, приложенного к обмотке дросселей 31-33. Площадь этих напряжений составляет соответственно 17 и

8,5Ъ, благодаря чему габаритная мошность магнитных элементов инвертора от мощности нагрузки не превышает

13% (с учетом однообмоточного исполнения дросселей) . россели помимо ормирования мно 40 гоступенчатого выходного напряжения, обеспечивают равномерное деление тока между всеми вентилями инвертора.

В том случае, кагда в каждой фазе требуется включение более четырех одновременно проводящих ток вентилей, в 45 схему вводятся дополнительные промежуточные дроссели, включаемые аналогично выходным дросселям 31"33 (по принципу пирамиды ). Число ступеней U при этом увеличивается. Для управления инвертором могут использоваться любые известные цифровые системы распределителей импульсов, например, два шестикаскадных пересчетных кольца, управляемых от задающего генератора двенадцатикратной частоты через делители частоты на два (или триггеры со счетным входом).

При использовании интегральных микросхем система управления может быть выполнена весьма компактной.

Инвертор может быть выполнен и в ,однофазном варианте, например, на четырех мостовых ячейках.

При изменении угла сдвига фаз сигналов управления мостами соседних ячеек данной фазы в пределах 0+30 можно в небольших пределах (10-15%) регулировать величину выходного напряжения без существенного ухудшения его формы кривой.

Формула изобретения

Инвертор со ступенчатой формой выходного напряжения, содержащий в каждой фазе 2И мостовых преобразовательных ячеек (где И вЂ” любое целое число), в диагонали которых вкпючены дроссели со средним выводом обмотки, отличающий с я тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного напряжения, введены N групп дополнительных дросселей со средним выводом обмотки, причем крайние выводы дросселей первой группы .соединены со средними выводами основных дросселей смежных ячеек, крайние выводы дросселей каждой последующей группы соединены со средними выводами дросселей предыдущей группы, а средний вывод дросселя N-й группы соединен с выходным зажимом данной фазы инвертора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 511666, кл. Н 02 М 7/515, 1971.

2. Авторское .свидетельство СССР

Р 190974, кл. Н 02 N 7/72, 1964.

699627

2

11

12

21

22

23

29 ÀÅ

Ьг

ЦНИИПИ Заказ 7886/2 Тираж 857 Подписное

Филиал ППП Патент „ г, Ужгород, ул. Проектная,4