Преобразователь постоянного напряжения в переменное

"7 ЦйфК ГОСУД АРС ПО ДЕЛАМ ИСАНИЕ ИЯ БР ЬСТВУ ВТОРСКОВ ЕННЫЙ НОЬНФТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Территориальный центр управления междугородними связями и телеви" дением У 3 и Ленинградский электротехнический институт связиим. М,А.Бонч-бруевича(56) 1, Морозов А.С. Компенсация реактивной мощности нагрузки в инвер торах со звеном высокой частоты, сб. Проблемы миниатюризации и унифи- кации ВИП, РЭА, М., 1979, МДНТП, с. 104-107.2. Авторское свидетельство СССР В 741407, кл, Н 02 Рь 13/16, 1978. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, содержащий последовательный тиристорный инвер" тор, выполненный по полумостовойсхеме с выходным реактором и узломрекуперации избыточной энергии реак-.тора, подключенные к вторичной обмот,ке реактора, выполнейной со среднимвыводом, тиристоры делителя частоты,соединение с первым выходным выводом, причем второй выходной выводподключен к среднему выводу вторичной обмотки реактора, а также выход"фной Фильтр, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения Функци.ональных воэможностей путем обеспе":чения работы на актино-индуктивнувнагрузку, он снабжен полностью управляемымполупроводниковым ключом имостовым выпрямителем, входом под- Яключенным к выходным выводам, а выхо-дом через полностью управляемый пол ЩИзобретение относитСя к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания устройств связи, автоматики и вычислительной техники.Известны тиристорные преобразова" 5 тели со звеном повышенной частоты, .способные работать на активно-индуктивную нагрузку и не содержащие уз лов компенсации реактивной мощности.Преобразователь состоит иэ инвер Мора повышенной частоты с выпрямите" Пем, нагруженным инвертирующими ключами, выход которых подкюючен к нагрузке. Последовательно с нагрузкой Включен датчик тока, управляющий работой упомянутых ключей и формиро-, ватели импульсов управления инверто- . ром повышенной частотМ 11.Недостатком такого преобразователя являются тройное преобразование энер" Гии (постоянное напряжение преобра эуется в переменное повышенной частоты и изменяющейся во времени амплитуд, переменное напряжение преобра-: зуется в постоянное и постоянное преобразуется в переменное низкой25 частоты), при котором снижается КПД, так как ток протекает последовательно о крайней мере через четыре по" лупроводниковых прибора.Кроме того, недостатком также 30 является невозможность работы на ниэкокосинусную нагрузку, так как при большой постоянной времени цепи наг" рузки ток нагрузки не успевает снизиться до нуля за четверть периода низкой частоты.Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь, содержащий резонансный инвертор, последователь" но с тиристорами которого включена первичная обмотка реактора с выведен-.40 ной средней точкой, одна из вторич". ных обмоток (обмотка рекуперации избыточной энергии в источник) подключена через тиристор к источнику питания встречно-относительно его 45 выводов, а другая вторичная обмотка с выведенной средней точкой (иагрузочная обмотка) подключена к двум последовательно соединенным тиристорам, причеммежду выводами средней 50 точки и точкой соединения тиристоров включена нагрузка с Фильтром ( 2.Недостатками известного преобразователя являются невозможность работы на активно-индуктивную нгруэку 55 так кач в устройстве отсутствуют цепи возврата реа(тивной мощности нагрузки в источник, искажение синусоидаль.- ной Форыя выходного напряжения при работе в режиме близком к холостому ходу.60Целью изобретения является расши" рение функйиональных возможностей преобразователя путем обеспечения его работы на активно-индуктивную нагрузку при сохранении синусоидаль 65 ной формы выходного напряжения врежимах близких к холостому ходу.Поставленная цель достигается тем,что преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащийпоследовательный тиристорный инвертор, выполненный по полумостов й схеме с выходным реактором и узломрекуперации избточной энергии реактора, подключенные ко вторичной обмотке реактора, выполненной со средним выводом, тиристоры делителя частоты соединенные с первым выходнымвыводом, причем второй выходной вы-вод подключен к среднему выводу вторичной обмотки реактора, а такжевыходной фильтр, снабжен полностьюуправляемым полупроводнИковым ключом и мостовым выпрямителем, входомподключенным к выходным выводам, авыходом через полностью управляещыйполупроводниковый ключ - к введеннойдополнительной обмотке реактора.Это позволяет получить цепь управляемого возврата реактивной мощностиаагрузки в источник питания и сохра:Фнить на нагрузке снносоипальную Фор".му напряжения при изменении ее вели"чины и со 5 Ч,На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - временные диа,граммы, поясняющие его работу.Преобразователь состоит из последовательного резонансного инвертора 1 повышенной частоты, с отделенной от нагрузки цепью коммутации,цепи рекуперации 2 избыточной энергии в источник и подключенного ковторичной обмотке 3 реактора 4 двухплечевого делителя частоты с тиристорами 5 и 6; Параллельно нагрузке 7включен выпрямительный мост 8, выходкоторого через. полностью управляемый полупроводниковый ключ 9 соединен с дополнительной обмоткой 10реактора 4,Для пояснения работы схемы рассмотрим работу преобразователя на активную нагрузку в режиме, близком к холостому ходу. При подаче импульса управления на тиристор резонансного инвертора 1 повышенной частоты происходит. колебательный переэаряд коммутирующего конденсатора. При достижении напряжением на обмотке цепи рекуперации величины, равной напряжению источника питания, открывается диод в цепи 2 рекуперации, и начинается линейньй спад тока в реак" тореПри этом происходит сравнение спадающего тока с сигналом генератора эталонной синусоидальной формы, В момент их равенства подается импульс управления на тиристор 5 двух" плечевого делителя частоты, и ток иэ обмотки рекуперации коммутируется в нагрузочную обмотку.,При протекании1019506 ФиМ ИИПИ Заказ 3715/46 Тираж 687 Подписное Филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул.Проектная,4 тока через нагрузочную обмотку про-исходит заряд конденсатора фильтра.Напряжение на конденсаторе фильтра постоянносравнивется с напряжениями Цэ и Мэтью двух эталонных генераторов с синусоидальной формой 5 кривой, отличающейся амплитудой и одинаковой частотой равной частоте выходного напряжения 0 инвертора (фиг, 2 и 3). 10Предположим, что во время рассматриваемого периода высокой частоты на 1 этапе (передачи энергии в конденсатор Фильтра), произошло. превышение напряжения на нем над большим эталонным напряжением Оэ . Тогда после окончания тока в нагрузочной обмотке реактора, открывается полностью управляемый полупроводниковый ключ 9, и конденсатор фильтра разряжается на дополнительную обмотку 10 20 реактора (П этап). Как только напряжение на нем станет равно напряжению вталоняого генератора 0 зт, ключ 9 закрывается, и ток коммутируется из дополнительной обмотки 10 в.обмотку екуперации энергии. Таким образом, асть реактивной энергии конденсато- ра фильтра возвращается в источник питания.Технико-экономические преимущЕСт-. ва предлагаемого преобразователя по сравнению с широко распространенным инвертором тока с дроссельно-вентиль ным компенсатором на стороне нагруз-. ки состоит в отсутствии добавочных низкочастотных компенсаторов реактив ной мощности , возможности работы на нагрузку любого характера и в режиме холостого хода без ухудшения формы кривой выходного напряжения, возможности формирования выходного напряжения заданной формы, обусловленной возможностью.управлбния, как процессом потребления энергии из источника тока и возврата в источника реактивной энергии нагрузки и реактора.