Резервированный инвертор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<» 782079 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.09.78 (21) 2666903/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К„.

Н 02 М 3/335//

Н 02 N 7/537

Гасударственный комитет

СССР

Опубликовано 23.11.80. Бюллетень №43

Дата опубликования описания 28.11.80 (53) УДК 621.314..57 (088.8) по делам нзобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. М. Баранов, Л. А. Сухман и И. Н. Тицкий (71) Заявитель

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина (54) РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к электротехнике, а более конкректно к самовозбуждающимся инверторам напряжения постоянного тока одного уровня в напряжение переменного тока другого уровня, и может быть использовано для питания нагрузок переменного тока.

Известны резервированные инверторы для питания нагрузок по переменному току, содержащие выходные трансформаторы и преобразовательные ячейки, которые работают поочередно (1) и (2) .

1О

Однако такие инверторы имеют пониженный КПД, неизбежный разброс рабочей частоты и пониженную надежность в виду наличия одного резистора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь напряжения, содержащий п преобразовательных каналов и выходных трансформаторов с цепями объединения, каждая преобразовательная ячейка которого состоит из силовых транзисторов, одни электро- щ ды которых подключены к одному полюсу исто;ника питания, а другие электроды которых через первичные обмотки силового трансформатора соединены с другим полюсом источника питания через предохранитель. Выходные трансформаторы подключены через две пары разделительных диодов к выводам первичных обмоток силовых трансфОрматор овИ3.

Недостатки этого преобразователя напряжения заключаются в том, что высокая надежность его работы обеспечивается при использовании в преобразовательных ячейках усилителей мощности, а при автогенераторных ячейках предохранитель не выполняет своих функций и преобразователь вь ходит из строя (срывается автогенерация). Кроме того, отсутствует синхронизация отдельных преобразовательных ячеек, питаемых от различных задающих генераторов.

Цель изобретения — повышение надежности КПД инвертора напряжения.

Указанная цель достигается тем, что резервированный инвертор содержит М преобразовательных ячеек и N выходных трансформаторов, средние точки первичных обмоток которых связаны со средними точками вторичных обмоток силовых трансформаторов указанных ячеек, первичные обмотки которых имеют средние точки и подклю782079

55 чены к одному выводу источника питания, а концы соединены с другим выводом источника питания через транзисторы, в базовую цепь каждого из которых включена соответствующая вторичная полуобмотка коммутирующего трансформатора, причем средняя точка вторичной обмотки через резистор соединена с силовыми электродами указанных транзисторов, а также управляемые ключи, резисторы и разделительные диоды. Одноименные концы вторичных обмоток силовых трансформаторов соединены между собой через попарно последовательно соединенные управляемые ключи, каждая общая точка последних подключена к соответствующему концу первичной обмотки

N-ого выходного трансформатора через другой управляемый ключ, причем схемы управления ключей подсоединены к отводам обмотки того из трансформаторов, с концами которого они соединены непосредственно, а средние точки вторичных обмоток силовых трансформаторов ячеек и средние точки первичных обмоток выходных трансформаторов соединены между собой непосредственно.

Резервированный инвертор имеет также общие точки попарно последовательно соединенных ключей, которые через одни разделительные диоды связаны с точкой соединения первых электродов других диодов, вторые электроды последних соединены с одноименными концами первичных обмоток коммутирующих трансформаторов, средние точки которых через резисторы подключены к соединенным между собой непосредственно средним точками указанных обмоток силовых и выходных трансформаторов.

На чертеже схематически изображен резервированный инвертор.

Резервированный инвертор содержит N выходных трансформаторов и М преобразовательных ячеек. Для простоты пояснения работы устройства количество выходных трансформаторов и преобразовательных ячеек выбирают равным двум. Практически количество преобразовательных ячеек определяется величиной требуемой надежности, а выходных трансформаторов — числ< м нагрузок по переменному току и может бьг не ограничено.

Резервированный инвертор содержит выходные трансформаторы 1 и 2. Первичные полуобмотки 3 и 4 выходного трансформа тора I подключены к управляемым ключам

5 и 6 соответственно, а первичные обмотки

7 и 8 выходного трансформатора 2 подключены к управляемым ключам 9 и 10. Последовательно с управляемыми ключами 5, 6, 9 и 10 подсоединены управляемые ключи 1!—

14 соответственно. Управление ключами 5 и 6 осуществляется схемой 15 управления, на входы которой напряжение подается с отводов 16 и 17 выходного трансформатора

1, управление ключами 9 и 10 осуществля5 о

15 о ть зо

3$

4S ется от схемы 18 управления, на входы которой напряжение подается с отводов 19 и..

20 выходного трансформатора 2. Схема 21 управления подключена к выводам 22 и 23 силового трансформатора 24 преобразовательной ячейки и управляет работой управляемых ключей 11 и 12, а схема 25 управления подсоединена к выводам 26 и 27 силового трансформатора 28 преобразовательной ячейки и управляет работой управляемых ключей 13 и 14.

Управляемые ключи 11 и 12 подсоединены к выводам вторичных обмоток 29 и

30 силового трансформатора 24, а 13 и 14— к выводам вторичных обмоток 3! и 32 силового трансформатора 28. Первичные обмотки 33, 34, 35 и 36 указанных силовых трансформаторов 24 и 28 подключены соответственно к транзисторам 37, 38, 39 и 40.

Эмиттеры указанных транзисторов подключены к резисторам 41 и 42 и к одному из выводов источника 43 питания. К другому выводу источника 43 питания подключены средние точки первичных обмоток 33, 34 и

35, 36 силовых трансформаторов 24 и 28.

Управление транзисторами 37 и 38 происхо-. дит с помощью обмоток 44 и 45 коммутирующего трансформатора 46, а транзисторами 39 и 40 — с помощью обмоток 47 и 48 коммутирующего трансформатора 49. Первичные обмотки 50, 51, 52 и 53 указанных коммутирующих трансформаторов соединены соответственно с одними электрода ми разделительных диодов 54, 55, 56 и 57 .

Другие электроды разделительных диодов

55 и 57 соединены с одним электродом разделительного диода 58, а другие электроды разделительных диодов 54 и 56 — с одним электродом разделительного диода 59. Разделительные диоды 58 и 59 другими электтродами соединены с общими точками управляемых ключей 5, 11, 9, 13 и 6, 12, 10, 14 соответственно. Средние точки первичных обмоток коммутирующих трансформаторов

46 и 49 через резисторы 60 и 61 соединены с общей точкой силовых и выходных трансформаторов. Обмотки 62 и 63 выходных трансформаторов 1 и 2 подключены к нагрузкам 64 и 65. Выходы преобразовательных ячеек соединены параллельно.

Резервированный инвертор работает следующим образом.

Преобразовательные ячейки, выполненные по дифференциальной схеме с cH;Ionb(ми 24 и 28 и коммутирующими 46 и 49 трансформаторами на транзисторах 37 — 40, вырабатывают переменное напряжение прямоугольной формы, которое с вторичных обмоток 29, 30, 31 и 32 силовых трансформаторов 24 и 28 через управляемые ключи 5, 6, 11, !2 и 9, 10, 13, 14 прикладывается к первичным обмоткам 3, 4 ft 7, 8 выходных трансформаторов 1 и 2, а через управля -:мыс ключи 11, 12 и 13, 14 и разделительные диоды 54 — -59 — к первичным обмоткам 50, 782079

51 и 52, 53 коммутирующих трансформаторов 46 и 49.

Управление вышеуказанными ключами осуществляется посредством схем управления 15, 18 и 21 и 25 от отводов 16, 17, 19, 20 и 22, 23, 26, 27 обмоток 3, 4, 7, 8 и 29, 30, 31, 32, выходных 1 и 2 и силовых 24 и 28 трансформаторов таким образом, что в один полупериод проводят управляемые ключи 5, 11 и 9, 13; а в другой — 6, 12 и 10, 14. Инвертор отличается повышенной надежностью, которая достигается тем, что выход из строя любого элемента схемы не приводит к выходу из строя инвертора. Например при выходе из строя (короткое замыкание) силового трансформатора 24 управляемые ключи 11 и 12 отключают его, чем осуществляется автоматическое устранение влияние на раббту инвертора вышедшего из строя элемента. Влияние короткого замыкания в коммутирующих трансформаторах 46 и 49 практически не сказывается на работе инвертора. Это достигается соответствующим выбором величины резисторов 60 и 61.

10

Формула изобретения

1. Резервированный инвертор, содержа ций М преобразовательных ячеек и N вы. одных трансформаторов, средние точки

Зг> первичных обмоток которых связаны со средними точками вторичных обмоток силовых трансформаторов указанных ячеек, первичные обмотки которых имеют средние точки и подключены к одному выводу источника питания. а концы соединены с другим выводом источника питания через транзисторы, в базовую цепь каждого из которых включена соответствующая вторичная полуобмотка коммутирупощсго, рансфор ат<>ра. причем средняя точка г,iоричпой обмотки через резистор соедин-на с силовыми э,.I< êтродами указанных тра зис оров, а также управляемые ключи, резисторы и разделительные диоды, отличающийся тем, что, целью повышения надежности и КПД одп<> именные концы вторичных обмоток силовы трансформаторов соединены между соб<>и через попарно последовательно соединенны. управляемые ключи, каждая общая точка последних подключена к соответствуюппму концу первичной обмотки N-го выходного трансформатора через другой управ ляемый ключ, причем схемы управлепи» ключей подсоединены к отводам обмотки того из трансформаторов, с концами кот<>рого оси соединены непосредственно, а средние точки вторичных обмоток силовых трансформаторов ячеек и средние точки первичных обмоток выходных трансформаторов соединены между собой непосредственно.

2. Инвертор по и. I, отличающийся тем, что общие точки попарно последовательно соединенных ключей, которые через одни разделительные диоды связаны с точкой соединения первых электродов других диодов, вторые электроды последних соединены с одноименными концами первичных обмоток коммутирующих трансформаторов, средние точки которых через резисторы подключены к соединенным между собой непосредственно средним точкам указанных обмоток силовых и выходных трансформаторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 483751, кл. Н 02 М 7/537, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 450291, кл. Н 02 М 7/537, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2547576, кл. Н 02 М 7/537, 1977.

1 .!

782079

Составитель Г. Бейдер

Редактор Г. Кацалап Техред К. Шуфрич Корректор М. Вигула

Заказ 8162/69 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4