Преобразователь постоянного напряжения в ступенчатое переменное

Преобразователь постоянного напряжения в ступенчатое переменное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск ми

Социалистических

Реснубпмк

886175 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28. 03, 80(21) 2903027/24-07 с присоединением заявки № (23 ) П р иоритет

Опубликовано 30. }1.81. Бюллетень №44

Дата опубликования описания 30. 11.8 1 (5}jM. Кд.

-3Ъоударстекииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Н 02 М 7/537//

Н 02 М 1/12 (53)УДК 621.314. .58(088.8) К. А. Липковский, Л. П. Мельничук,к).

С. В. Непогодьев, А; В ° Новосельцев, и О. И. Бачурин (72)- Авторы изобретения (71) .Заявитель

Институт электродинамики АН Украин (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В СТУПЕНЧАТОЕ ПЕРЕМЕННОЕ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке вторичных источников питания для формирования квазисинусоидального напряженияе

Известен преобразователь постоянного напряжения в ступенчатое переменное, содержащий первичный инвертор повышенной частоты с выходным трансформатором, отпайки вторичной обмотки которого через ключи. переменного тока подсоединены к вторичному инвертору, работающему на выходной частоте преобразователя tl), Недостатком известного преобразователя является большое количество используемых ключевых элементов и тройное преобразование электроэнер.— гии при формировании напряжения.

Известны также нреобразователи постоянного напряжения в ступенчатое переменное, содержащие инвертор, трансформатор, вторичная об1 мотка которого выполнена с отпайка,ми., выходной коммутатор на управляемых ключах(2 и (3,1.

Недостаток известных преобразователей — сложность построения силовой части из-за большого количества используемых силовых управляемых ключей в коммутаторе, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь постоянного напряжения в ступенчатое переменное, содержащий однофазный инвертор повышенной частоты с выходным трансформатором, вторичная обмотка которого имеет от пайки, одна из которых образует один выходной вывод преобразователя, а остальные через ключи переменного тока объединены, образуя второй выходной вывод преобразователя С4 3.

Недостаток известного преобразователя — сложность построения его силовой части, обусловленная большим количеством ключей переменного

886 I 75 тока, включенных на выходе трансфор-. матора.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение надежности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем

t что в преобразователе постоянного напряжения в ступенчатое переменное с промежуточным звеном высокой частоты, содержащем однофазный инвертор с выходным трансформатором, вторичная обмотка которого выполнена с отпайками, образующими вместе с двумя концами этой обмотки выходные выводы трансформатора, отпайки подсоединены к одним силовым концам ключей переменного тока, другие силовые концы ,упомянутых ключей переменного тока объединены в две точки, образующие выходные выводы преобразователя,а секции вторичной обмотки трансформатора разделены на группу из К секций;под ключаемую к первому выходному выводу, и группу из М-К1 секций, подключаемую ко второму выходному выводу преобразопу из M-К-1 секций, подключаемую ко второму выходному выводу преобразователя, при этом секции одной группы соединенные между собой согласно включены встречно с другими секциями,, соединенными между собой также согласно.

На фиг. 1 приведена предлагаемая схема преобразователя; на фиг. 2— временные диаграммы, объясняющие работу преобразователя.

Преобразователь содержит однофаз;... ный инвертор 1, выходной трансформатор 2, вторичная обмотка которого имеет секции 1-5, М, ключи 6-9, п-1, и, переменного тока, нагрузку

1О, Секция 5 включена встречно с остальными секциями.

Преобразователь работает следующим образом.

Однофазный инвертор 1 преобразует постоянное напряжение в переменное прямоугольной формы, частота которого равна где „„ - частота выходного напряжения инвертора; т - частота выходного напряжеSbN ния преобразователя;

К . число уровней на четверти периода выходного напряжения преобразователя.

Форма выходного напряжения на вторичной обмотке выходного трансформатора 2 показана на фиг, 2 а. Для примера рассмотрим работу преобраэовате. ля применительно к формированию кривои выходного напряжения с четырьмя уровнями на четверти периода выход; ного напряжения, При этом первая группа секций обмотки содержит од1Е ну секцию 5, т.е. К=1, а всего вторичная обмотка разделена на три секции, т,е. И=З. Соотношение витков секций 5Ä3 и 4 вторичной обмотки трансформатора 2 в этом случае рав35 Ho Wg в ЧВ: W4 = 5е1:2 ° ЕДиничный, уровень напряжения Е формируется при помощи ключей 7 и 8, подключающих секцию 3 вторичной обмотки трансформатора 2 к нагрузке 10. При смене поляр"» ности напряжения на обмотке трансформатора отключаются ключи 7 и 8 и происходит включение ключей 6 и 9, К йагрузке 10 прикладывается разность напряжений секций 3-5 трансформатора 2 .5Е-(Е+2 Е) и происходит формирование второго уровня (2Е) выходно. го напряжения (фиг. 2 б). Третий уровень (ЗЕ) выходного напряжения формируется при подключении секций

56 4 и 5 вторичной обмотки трансформатора 2 к нагрузке 1О (1Е+2Е=ЗЕ) при помощи ключей 7 и 9. Подключение секций 3 и 5 вторичной обмотки трансформатора 2 к нагрузке 10 посредстВ0М ключей 6 и 8 позволяет сформировать четвертый .: уровень напряжения с амплитудой, равной разности напряжений на секциях 5 и 3 вторичной обмотки трансформатора 2. Подключая секции трансформатора 2 к нагрузке

1О в обратной последовательности по алгоритму работы ключей (фиг. 2 в), получаем уровни напряжения ЗЕ, 2Е, Е и таким образом формируем 1/2 периода кривой выходного напряжения (фиг. 2 б). Аналогично происходит формирование второй полуволны выходного напряжения преобразователя.

Предлагаемый преобразователь позволяет более эффективно использовать

56 ь ключи переменного тока, Так для формирования М уровней выходного напряжения необходимое число ключей 5 переменного тока определяется из выражения

55 И+4

«а в.

2 в то время как в известном преобразователе S *= N.

Преобразователь постоянного напри" жения в ступенчатое переменное с про- 20 межуточным звеном повышенной частоты:, содержащий однофазный инвертор с выходным трансформатором, вторичная обмотка ко".орого посредством отводов разделена на М секций,,выводы кото- 25 рых связаны с выходными выводами преобразователя через ключи переменного тока, отличающийся тем, 5 8861

Предлагаемый преобразователь выгодно отличается и по максимальному обратному напряжению, прикладываемому к ключам переменного токаЯ щуЕ (И+1) для данного преобразователя, по срав" у нению сп схемой известного преобразователя0 „- E(2N-l).

Таким образом, незначительное из" менение схемы преобразователя позволяет упростить его силовую цепь, осо- lÔ бенно при формировании большого числа уровней в кривой выходного напряжения преобразователя, а также снизить приложенное к ключам напряжение, т.е. повысить надежность преобразователя.

Формула изобретения

75 Ь что, с целью упрощения и повышения надежности, первая группа из указанных секций, расположенных со стороны одного крайнего вывода вторичной обмотки, через K+I ключей соединена с одним выходным выводом преобразователя, а вторая группа из М-К-l секций, расположенных со .стороны другого крайнего вывода вторичной обмотки, соединена через М-К ключей с другим выходным выводом преобразователя, причем секции одной из групп, соединенные между собой согласно, включены встречно по отношению к другим секциям, соединеннм между собой также согласно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Повышение эффективности уст-. ройств преобразовательной техники .

Киев, 1976, с. 27, рис. 3.

2. Патент Англии У 900702, кл. 38(2), 1960.

3. Авторское свидетельство СССР

Ф 688970, кл. Н 02 M 7/48, 1979.

4 ° Преобразование параметров электрической энергии. Киев, 1975, с. 220223.

Составитель В. Моин

Редактор С. Крупенина Техред И.Асталош Корректор M. демчик

Заказ 10555/74 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал 11П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4