Инвертор со ступенчатой формой кривой выходного напряжения

Патент 612369

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Союз Соеетскии

Социалистических республик

00) 612369

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВПЛЬС1ВМ (6l) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 29. 12.76(2l)2435898/24-07 с присоединением заявки Хи (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.06.78рюллетень _#_ 23

2 (5т) М. Кл.

Н 02 М 7/537 н 02 М У12

Гасударстваиный иомитет

Саввта Министров СССР иа делам изабратвиий и атниытнй (53) УДК 621.314.58 (088. S) (45) Дата опубликования описания 31.05,78 (72) Авторы изобретения

В. Т. Барабаш и В, В. Сазонов

Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта и Куйбышевский олнтехническнй институт им. В. В. Куйбышева (71) Заявители (54) ИНВЕРТОР С0 СТУПЕНЧАТОЙ ФОРМОЙ

КРИВОЙ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к преобразойатети рой технике и может быть испошзсвано s системах электропитания и элвктропривода дпя преобразсеания постоянного наприжения в леременное напряженйе ступенчато, близ кой к синусоидальной формой крРтвой.

Известны инверторы, в которых постоянные напряжение источника питания прэобразуетси в многоступенчатое выходное иа- пркиенвв по форме близкое к скиусоидальиому 1). Формирование стуйенчатой кривой выходного напряжения в таких преобразо вателях может осуществляться с помощью распределителя импульсов, подсоединенного к генератору тактовых импульсов.

Инвертор в этом случае позволяет поду" чить любую требуемую форму вьаходиодо напряжения и имеет;широкий диапазон чао тот.

Однако выполнение источника питания усложнено.

Исподьзованне. инверторов в электропри- ., воде позволяет применить метод частот ного управления двигателями. При таком методе пепвсообразно одновременно с иэ2 менением частоты изменять и вепиптну пнтаюшего двигатель напряжения, В извес ных структурных схемах инверторов с чаототным управлением такой режим обеспе

Е чивается путем создания двух независимых каналов управления - по частоте и по величине выходного напряжения 2 . Канал управления по частоте в такик ииверто вх .состоит нз последовательно соединенных О управляемого задакнпею генератора, ло гячвского блока управления и cnnosoa као кад, а канал управления п ь амплитудэns последовательно соединенных авена ре гулирования напряжения í регулятора на

13 пряжения, питающего силовой каскад.

Такая структура преобразователя сложна и имеет низкую надежность.

Целью изобретения является упрощение схемы и повышение ее надежности.

Яв Это достигается тем, что в ивзврторе, содержащем задакяпий генератор, модулвтор длительности импуж,сов и логический блок управления, выходы которого соедине ны с управляющим входом синовых ключей, 35 ъ качестве модулятора использован мульти

612369 вибратор,. содержащий нвсьпцаемый магнит»ный эпемент дпя параметрической стабипизации выходного напряжения и синхронизируемый от задающего генератора через делитгпь частоты, в выходные обмотки мупьтивибратора через выпрямитель и допопннте)ц4 ные ключи включены в цепь упрввпяюших входов силовыХ ключей инвертора.

Схема npeanaraeMoro инвертора представлена на чертеже; 10

Инвертор состоит из силового каскада и схемы управления.

Силовой каскад предстввпяет собой мост с транзисторными кпючвми 1-4, в одну аиагонвпь которого включена нагрузка 5, 15 в другая подсоединена к выводам источника питания.

Схема управления состоит из последовательно соединенных управляемого задающего генератора (ЗГ) 6, логического бнока

7 управпения (ЛБУ), в который входит делитель частоты и модулятора ддитепьности

) импульсов, в качестве которого использован магнитный мупьтивибратор, состоящий из насышаемого трансформатора 8 и транзисторов Э и 10. Плечи мупьтивибратора через транзисторы 11 и 12 подсоединены к источнику питания. Базовые цепи этих транзисторов подсоединены к выходам 13 и 14

ЛБУ, Выходные обмотки мультивибратора

15-18 через выпрямители 19-22 и допопнитепьные кпючи 23 и 24 подсоединены к управляющим входам силовых ключей инвертара l и 3. Бени управления кпючей 23, 24 и ключей 2, 4 подсоединены соответст 35 ввнно к выходам 25-28 ЛБУ. И"точник напряжения 29 служит дпя запирания силовых ключей 1 и 3.

Схема работает следующим образом.

Транзисторные ключи 11 и 12 поочередно переключаются от ЛБУ с периодом 2 T>i яри этом напряжение источника питания U< поочередно подается на одно цз плеч мультивибратора и соответствующий транзистор

-) ° 45 мупьтивибратора.(9 ипи 10) под действием положитепьной обратной связи отпирается и переходит в режим насьццения. На выходных обмотках 15-18 трансформатора 8 при этом появпяются импульсы напряжения, дпи50 тельность которых 1 определяется временем перемагничиввния сердечника трансформатора напряжением U i1 источника питания на величину индукции й3=2В где В иидукцня насьпцения.

При мапых потерях в цепи перемвгничивания это время опредепяется:

2В %к Я

u„ где %к, и Q вЂ” чиспо витков коппекторных

М обмоток и площадь поперечного сечения сердечника трансформатора 8, Поспе перемвгничивания сердечника трансформатора соответствую)ций транзистор мупьтивибратора звпираетс;;, н сердечник находится в состоянци 3 и + 3 до вкпючения следующего ппечв мупьтивибратора.

Параметры трансформатора В, 4l g u С1 выбираются такими, чтобы в рабочем режиме обесиечнввпась зависимость Ф,.1 Т),л.

Силовые ключи 2 и 4 инвертора и всиомогатепьные ключи 23 и 24 переключаются от ЛБУ с периодом выходного напряжения )) T При этом пары ключей 2, 24 и 4,23 переключаются противофвэно, Ключи

23 и 24 поочередно подключают базовые цепи транзисторов 1 и 3 на время t /2 к выходным обмоткам трансформатора 8. При этом соответствующий силовой кпюч в течение Т> /2 будет периодически отпираться импульсами мупьтивибратора с периодом

Тр на время

На выходе инвертора будет формироваться импульсное напряжение амплитудой Ой.

Среднее эа период модуляции 7л значение этого напряжения в установившемся режи ме равно: С, ав,м„ц

"З Р Т„" 1 м

Подставпяя в (2) зависимость т„= / „ где f г- Йстота задающего генератора.

Е - коэффициент деления частоты, который может изменяться с помощью ЛБУ во времени по ступенчатому закону

2ВЪЩк Q (4) scp р

5г

Иэ (4) видно, что при постоянных Фк, Q,Â и„fgrg) изменяя Р в течение Т /2

IIo ступенчатсыу закону, можно изменять среднее значение выходного напряжения преобразоватепя в течение Тй /2 также по ступенчатому закону.

Изменение величины . (например, при частотном управлении двигателем) в соответствии с (4) приводит к одновременному изменению величины Ц Соотношение между средними значениями напряжений ступеней 0в в этом спучае не зависит от величины и определяется тонька значением вепичины P.

Как видно иэ (4), величина Ов каж» дой ступени, а спедоватепьно и среднее значение выходного напряжения при принятых допущениях не зависит от значения напряжения источника питания, чтб позволяет во многих спучаях обойтись беэ специального стабипизатооа. Кроме тагор так как

t (Тщ, отсутствуют сквозные толи в м,) инверторе.

612369

Составитель В. Моин

Редактор Н. Хлудова Техред Э. Чужик Корректор С. Ямадова

Заказ 3474/50 Тираж 892 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ГШП Г!атент, г. Ужгород, уп. Ироектная, 4 Фopму ла изобретения

Инвертор со ступенчатой формой крнsol выходного напряжения, содержаший задающий генератор, модулятор длительности импульсов и погичесхий блок управления, выходы которого соединены с управляющим входом силовых ключей инвертора, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с цепью упрощения и повышения надежности,в качестве модулятора длительности импульсов использован мупьтивибратор, имеющий насыша мый магнитный элемент для параметричг "кой стабилизации выходного напряжения и синхронизируемый от задающего генерато- ра через делитель частоты, а выходные о6» мотки мультивибратора через выпрямитель и дополнительные ключи включены в цепь управпяк цих входов силовых ключей инвертора, причем управляющие входы допопиитель» ных ключей соединены с соответствукхдими выходами логического блока управления.

Источники информации, прйнятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство %316162, кл. Н 02 М 7/537, 1970.

2. Рерлин Е. М. и gp. Системы ч утотного управления синхронно-реактивными двигателями. Энергия, 1968, с. 96, рис. 60.