Синхронизированный инвертор

Синхронизированный инвертор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1п1 6I3465

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 411589 (22) Заявлено 08.07.76 (21) 2381787/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.78. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 09.06.78 (51) М. Кл. - Н 02М 7/537

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.314.58 (088.8) (72) Авторы изобретения

H. H. Малюков, А. А. Морозов и В. А. Скаржепа

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (71) Заявитель (54) CVHXVOHVaHVOaAHHi1@ HHaEVrOP

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в источниках питания устройств автоматики, связи и вычислительной техники для преобразования постоянного напряжения в переменное.

Известны инверторы на тиристорах, содержащие магнитные и магнитно-полупроводниковые схемы управления силовыми ключами (1, 2).

По основному авт. св. ¹ 411589 известен инвертор на запираемых тиристорах (3), в котором в схеме управления использован трансфлюксор, через центральное отверстие последнего проходит входная возбуждающая обмотка, а через периферийные отверстия навиты обмотки, управляющие силовыми тиристорами и половины обмоток подмагничивания.

Недостатком указанного инвертора является то, что импульсы для управления тиристорами силового каскада формиру.ются независимо от состояния последних и моменты их появления жестко фиксированы соотношением величин сигналов возбуждения и подмагничивания, действующими в каскаде управления.

Это существенно сни?кает надежность работы инвертора на активно-индуктивную нагрузку с изменяющимся коэффициентом мощности.

Действительно, при активно-инду ктивной или чисто индуктивной нагрузке инвертора после запирания одной проводящей пары тиристоров силового каскада должен произойти разряд энергии, накопившейся в магнитном поле нагрузки. Для обеспечения этого в схему

5 силового каскада инвертора вводятся разрядные диоды, которые включаются встречно-параллельно тиристорам силового каскада. Ток разряда при этом протекает через ту пару диодов, которая включена встречно-параллельно

10 запертой в данном такте паре тиристоров. Соответственно при протекании разрядного тока запертые тиристоры оказываются под обратным напряжением (падение напряжения на разрядных диодах) и не могут быть включены

15 IIQJIQ?KHTPJIbHbIMH управляющими импульсами с каскада управления до полного прекращения разрядного тока и соответствующего уменьшения до нуля падения напряжения на разрядных диодах. Поэтому положительные

2р управляющие импульсы должны поступать с каскада управления на запертую пару тиристоров либо после прекращения разрядного тока, либо их длительность должна заведомо превышать время протекания разрядного тока.

25 В известном инверторе моменты формирования управляющих импульсов жестко фиксированы соотношением величин сигналов возбуждения и подмагничивания. В результате при изменяющемся коэффициенте мощности на3р грузки, а следовательно, при изменяющейся

613465

4 длительности разрядного тока инвертор работать не может. В то же время при работе инвертора с увеличенной длительностью положительных управляющих импульсов перегружается управляющая цепь тиристоров, в результате чего снижается надежность силового каскада.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что в инвертор введена дополнительная обмотка обратной связи, которая состоит из двух одинаковых частей, навитых в периферийных отверстиях трансфлюксора и включенных параллельно и встречно относительно друг друга общими концами через ограничительный резистор к одному выходному выводу инвертора, а раздельными концами через включенные по встречно-параллельной схеме относительно друг друга диоды — ко второму выходному выводу инвертора.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого инвертора.

Инвертор состоит из силового и управляющего каскадов. Силовой каскад выполнен по мостовой схеме на запираемых тиристорах

1 — 4 и диодах 5 — 8. Тиристоры 1 — 4 шунтированы в непроводящем направлении диодами

5 — 8 для обеспечения работы инвертора на активно-индуктивную или чисто индуктивную нагрузку. Нагрузка 9 включена в диагональ переменного тока моста, а питающее напряжение подсоединено к диагонали постоянного тока.

Управляющий каскад выполнен по схеме магнитного модулятора на одном разветвленном сердечнике — трансфлюксоре 10 и состоит из обмотки возбуждения 11, навитой через центральное отверстие трапсфлюксора и подключенной к источнику переменного напряжения заданной частоты; обмотки подмагничивания, состоящей из двух одинаковых частей

12 и 13, навитых через периферийные отверстия трансфлюксора и подключенных последовательно и встречно относительно друг друга через подстроечный ограничительный резистор 14 к источнику постоянного питающего напряжения; выходных обмоток 15 — 18, каждая из которых навита в одном из периферийных отверстий трансфлюксора и подключена в управляющую цепь соответствующего тиристора силового каскада; обмотки обратной связи, состоящей из двух одинаковых частей 19 и 20, навитых через периферийные отверстия трансфлюксора. Общая точка обмотки обратной связи через ограничительный резистор 21 подключена к одному выходному инвертору, а раздельные — через включенные встречно-параллельно относительно друг друга диоды 22 и 23 ко второму выходному выводу инвертора.

Принцип действия инвертора состоит в следующем.

Магнитный модулятор на трансфлюксоре формирует кратковременные импульсные сигб

1О

25 зо

4О

65 налы управления тиристорами силового каскада в функции их состояния и с частотой сигнала возбуждения, поступающего из внешней сети или формируемого в трансфлюксоре собственным автогенератором. Соответственно тир исторы, составляющие противоположные плечи моста, этими сигналами попарно отпираются и запираются, формируя в нагрузке 9 двуполярные импульсы тока прямоугольной формы. Такое функционирование схемы достигается следующим образом.

В исходном состоянии все тиристоры заперты, сигналы в выходных обмотках модулятора отсутствуют, а в трансфлюксоре с помощью подмагничивающей обмотки создано небольшое подмагничивающее поле. Благодаря встречному включению частей 12 и 13 обмотки петли гистерезиса перемычек А и В, на которых эти части навиты, смещены полем подмагничивания во взаимно противоположные стороны (антипараллельно). При безгистерезисной аппроксимации петли гистерезиса трансфлюксора при работе магнитного модулятора в больших полях возбуждения, создаваемых в последнем для получения импульсного выходного сигнала, перемагничивание перемычек А и В переменным полем сигнала возбуждения осуществляется в разные полупериоды сигнала возбуждения. В результате управляющие импульсы в выходных обмотках

15 и 17 модулятора сдвинуты относительно управляющих импульсов в выходных обмотках

1б и 18 на полпериода.

С приходом первой полуволны сигнала возбуждения в момент равенства напряженностей полей подмагничивания и возбуждения перемагничивается, например, перемычка А. В обмотках 16 и 17 формируются положительные управляющие импульсы, которые включают тиристоры 1 и 4. С открытием тиристоров 1 и

4 появляется ток в нагрузке 9 и в части 20 обмотки обратной связи. Ток в обмотке обратной связи блокируют перемычку В, поддерживая ее в насыщенном состоянии, поскольку величина ограничительного резистора 21 выбирается при заданных витках обмотки обратной связи так, чтобы напряженность поля обратной связи была заведомо больше амплитуды напряженности поля возбуждения.

С уменьшением напряженности поля возбуждения в конце первого полупериода сигнала возбуждения в момент, когда напряженности полей подмагничивания и возбуждения снова становятся равными, перемычка А перемагничивается в исходное состояние. При этом в обмотках 15 и 17 наводятся отрицательные управляющие импульсы, которые закрывают тиристоры 1 и 4. Однако ток через нагрузку 9, диоды 6 и 7 и источник питания будет продолжать течь еще некоторое время, обусловленное запасами энергии в магнитном поле нагрузки. Этот ток будет поддерживать падение напряжения на нагрузке исходной полярности, а значит, и существование блокирующего перемычку В тока в части 20 обмотки

613465 обратной связи. Соответственно перемычка B не может перемагпичиваться второй полуволной сигнала возбуждения до тех пор, пока по мере умсш.шони", блокирующего тока создаваемая им напряжеш. ость магнитного поля обратной связи нс станет равной напряженности поля возбуждения. Этим и предотвращается преждсвремепн«с формирование положительных управляя;щих импульсов в выходных обмотках 16» 18.

Когда напряженности полей обратной связи и возбуждения сравняются перемычка В перемагнитится и положитсльные управляющие импульсы в об:лотках 16 и 18 откроют тирист«ры 2 и 3. По нагрузке 9 начинает протекать ток обратной полярности, и появляется ток в части 19 обмотки обратной связи, блокирующей перемычку А. 11ри последующем уменьшении напряженности поля возбуждения в конце второго полупериода сигнала возбуждения в момент, когда напряженности полей возбуждения и подмагничивания снова станут равными, псремычка В перемагнитится в исходное состояние. В обмотках 16 и 18 наведутся отрицательные управляющие импульсы, которые закроют тиристоры 2 и 3. Включение следующей пары тиристоров 1 и 4 аналогично рассмотренному режиму произойдет только после уменьшения тока в части 19 обмотки обратной связи меньше величины, блокирующей перемычку А.

Таким образом, формирование положительных управляющих импульсов каскадом управи лсния на магнитном модуляторе, в которыи введена обратная связь по току нагрузки, происходит в зависимости от величины этого тока. В результате управление силовым каска5 дом и при изменяющемся Коэффициенте мощности нагрузки можно осуществлять кратковременными импульсами одинаковой длительности. Это уменьшает нагрузку управляющих цепей тиристоров и соответственно повышает

10 надежность силового каскада инвертора.

Формула изобретения

Синхронизированный инвертор по авт. св.

15 № 411589, отличающийся тем, что, с целью обеспечения работы на активно-индуктивную нагрузку с изменяющимся коэффициентом мощности, в него введена дополнительная обмотка обратной связи, состоящая из

20 двух одинаковых частей, навитых через периферийные отверстия трансфлюксора, причем в цепь каждой части обмотки включен последовательно диод, а обе части обмотки с диодами включены встречно-параллельно друг другу и

Б подключены к выходу инвертора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СШЛ № 3260919, кл. 321 — 18, 30 1967.

2. Патент Лнглии № 988009, кл. Н 02F, 1965.

3. Лвторское свидетельство СССР № 411589, кл. Н 02М 7/537, 1971.