Инвертор напряжения

Инвертор напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 535о93

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.01.75 (21) 2098862/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15,11.76. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 18.11.76

Государстееннмй комитет

Совета Министрое СССР (53) УД1(621.3.077 (088.8) по делам изобретений н открытий (72) А втор ы изобретения

1О. С. Игольников, Г. И. Дубовов и И. А. Нейн (71) Заявитель (54) ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ через диодные мосты с тиристорами на выходе связаны с соответствующими выводами основной обмотки.

На фиг. 1 дана принципиальная схема описываемого инвертора; на фиг. 2 — кривые тока (i„) и напряжения (U„) на активно-индуктивной нагрузке.

Инвертор содержит трансформатор с секциями 1 — 4 основной обмотки и 5 — 8 дополнительной обмотки, нагрузку 9, источник 10 постоянного тока, диодные мосты 11 — 14, тиристоры 15 — 18 и коммутирующие LС-цепочки

19 — 24.

Инвертор работает следующим образом.

15 Пусть в начальный момент времени включен тиристор 16 и ток первичной обмотки протекает по цепи: плюс источника 10 постоянного тока — секции 2 и 1 основной обмотки трансформатора — диод катодной группы мо2О ста 12 — тиристор 16 — диод анодной группы моста 12 — секции 5 и 6 дополнительной обмотки трансформатора — минус псточншса 10 постоянного тока (знаки э.д. с. секций основной и дополнительной обмоток и полярности

25 конденсаторов для этого интервала времени показаны на фиг. 1 без скобок), Форма напряжения и тока нагрузки на этом интервале представлена на фиг. 2 (промежуток времени 0 — ti) . зо Величина напряжения на нагрузке на этом интервале времени определяется соотноше1

Изобретение относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может найти применение в инверторах и преобразователях частоты с улучшенным гармоническим составом выходного напряжения.

Известен инвертор напряжения, содержащий трансформатор с секционированной основной обмоткой, все выводы которой, кроме среднего, через тиристоры соединены с одним из зажимов источника постоянного тока, другой зажим которого подключен к среднему выводу обмотки, и коммутационные LC-цепочки (1). В таком инверторе для улучшения гармонического состава его выходного напряжения осуществляют переключение выводов обмотки трансформатора при помощи тиристоров, в результате чего получают ступенчатую форму выходного напряжения. Однако при работе инвертора на активно-индуктивную нагрузку для получения ступенчатой кривой выходного напряжения требуется включение обратных тиристоров параллельно основному, что усложняет схему инвертора в целом.

Для упрощения схемы путем уменьшения общего количества тиристоров при работе инвертора на активно-индуктивную нагрузку в предлагаемом инверторе трансформатор снабжен дополнительной секционировапной обмоткой, средний вывод которой непосредственно подключен к первому зажиму источника постоянного тока, а все остальные ее выводы (51) М. Кл. Н 02М 7/42//

Н 02Р 13/18

535693

3 нием витков вторичной обмотки и суммой витков секций 1, 2 и 5, 6 обмоток трансформатора и может быть выбрана произвольной, а форма тока и угол опережения р зависит от

cosset» нагрузки 9.

В момент времени t< подают управляющий импульс на тиристор 15 и он открывается. При этом суммой напряжений конденсаторов цепочек 19 и 22 тиристор 16 выключается и ток первичной обмотки начинает протекать по цепи: плюс источника постоянного тока, секция

2 основной обмотки — диод катодной группы моста 11 — тиристор 15 — диод анодной группы моста 11 — секция 6 дополнительной обмотки — минус источника постоянного тока.

Одновременно начинается перезаряд конденсатора цепочки 22 по цепи: диод анодной группы моста 12 — секция 1 основной обмотки— диод катодной группы моста 11 — тиристор 15 и конденсатора цепочки 19 по цепи: тиристор

15 †ди анодной группы моста 11 — секция

5 дополнительной обмотки †ди катодной группы моста 12 до величины, превышающей напряжение секций 1 и 5 основной и дополнительной обмоток трансформатора (знак заряда показан в скобках).

На интервале времени t — 6, напряжение на нагрузке определяется уже соотношением витков между вторичной обмоткой и секциями 2 и 6 основной и дополнительной обмоток трансформатора (напряжение тока в секциях 2 и 6 этих обмоток, а также полярность заряда конденсаторов цепочек 23, 24, 20 и 21 остаются неизменными) .

B момент времени t> подают управляющий импульс на тиристор 16 и он открывается, а суммой напряжений конденсаторов цепочек 22 и 19 закрывается тиристор 15 и схема возвращается в первоначальное состояние. При этом переразряд конденсатора цепочки 22 происходит по цепи: диод анодной группы моста 11— секция 5 дополнительной обмотки †ди катодной группы моста 12 — тиристор 16, а конденсатора цепочки 19 — по цепи: тиристор

16 †ди анодной группы моста 12 †секц

1 основной обмотки †ди катодной группы моста 11. Напряжение на нагрузке вновь определяется соотношением витков между вторичной обмоткой и суммой витков секций 1, 2 и

5, 6 основной и дополнительной обмотоктрансформатора.

Для формирования отрицательной полуволны выходного напряжения инвертора в момент времени з (см. фиг. 2) открывают тиристор

18. При этом суммой напряжений конденсаторов цепочек 22, 19, 23, 20, 24 и 21 тиристор 16 включается. Поскольку направление тока в индуктивности нагрузки остается прежним, направление тока в основной и дополнительной обмотках также не меняется. При этом ток этих обмоток, протекая по цепи: минус источника питания — секции 7 и 8 дополнительной обмотки — диод катодной группы моста

14 — тиристор 18 — диод анодной группы моста

14 — секции 4 и 3 основной обмотки, направлен

1О

25 зо

4 навстречу напряжсшпо источника питания (интервал времени, сооответствующий углу P) .

В результате энергия, накопленная в индуктивности, передается в источник 10 питания постоянного тока. В момент времени t4, когда ток нагрузки меняет знак, ток основной и дополнительной обмоток также изменяет направление и начинает протекать по цепи: плюс источника питания — секции 3 и 4 основной обмотки †ди анодной группы моста 14 — тиристор 18 †ди катодной группы моста 14— секции 8 и 7 дополнительной обмотки †мин источника питания.

Одновременно с отключением тиристора 18 начинается перезаряд конденсаторов цепочек

22 — 24 по цепи: диод анодной группы моста

12 — секции 5 — 8 дополнительной обмотки— диод катодной группы моста 14 — тиристор 18, а конденсаторов цепочек 19 — 21 по цепи: тиристор 18 †ди анодной группы моста 14— секции 4 — 1 основной обмотки †ди катодной группы тиристоров моста 12. При этом конденсаторы цепочек 22 и 19 заряжаются до величины, превышающей напряжение секций 1 и 5, конденсаторы цепочек 23 и 20 — до величины, превышающей значения суммарного напряжения секций 2, 3, и 6, 7, а конденсаторы цепочек 24 и 21 — до величины, превышающей значения напряжений секций 4 и 8 (знак заряда конденсаторов для этого интервала времени показан в скобках).

В результате такого переключения напряжение на нагрузке скачком изменяет полярность, оставаясь неизменным по абсолютной величине.

При подаче в момент времени 4 (см. фиг. 2) импульса на управляющий электрод тиристора 17 последний открывается, а тиристор 18 суммарным напряжением конденсаторов цепочек 24 и 21 закрывается. При этом процессы, происходящие в схеме, аналогичны процессам, происходящим в схеме при переключении тока основной и дополнительной обмоток из цепи тиристора 16 в цепь тиристора 15.

Формула изобретения

Инвертор напряжения, содержащий трансформатор с секционированной основной обмоткой, все выводы которой, кроме среднего, через тиристоры связаны с одним из зажимов источника постоянного тока, другой зажим которого подключен к среднему выводу обмотки, и коммутационные LC-цепочки, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения схемы, трансформатор снабжен дополнительной секционированной обмоткой, средний вывод которой непосредственно соединен с первым зажимом источника, а все остальные ее выводы через диодные мосты с тиристорами на выходе связаны с соответствующими выводами основной обмотки.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. 5. Бедфорд и P. Хофт «Теория автономных инверторов», изд. «Энергия»,, М., 1969.

535693

Фиг. 2

Составитель Д. Фуфлыгин

Техред А. Камышникова Корректор Е. Хмелева

Редактор А. Пейсоченко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2367/10 Изд. № 1747 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушскгя наб., д. 4/5