Многоячейковый инвертор

СООЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ИЮ (1 Н 02 М 7 537 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ санцпв 1 Т АВТОРСН к 8 М 0 ГЪ088.8) ое свидеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Владимирский политехнический институт(56) 1. Авторск тельство ССС В 655046,.кл. Н 02 М 7/515, 1979.2Авторское свидетельство СССР М 653076, кл. Н 02 И 7/537, 1979.3 Авторское свидетельство СССР 9 832680, кл. Н 02 И 7/48, 1978. (54)(57) ИНОГОЯЧЕНКОВЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий блокуправления и М преобразовательных ячеек, каждая из которых состоит из накопительного элемента, первого транзистора и первого диода, о т л,и ч а ю ш и й, с я тем, что, с целью расширения функцнональных возможностей путем обеспечения работы на нагрузку с любым коэффициентом ьихцности, в каждуюпреобразовательную ячейку введенвторой транзистор, второй диод иключ переменного тока, вход инвертора выполнен с двумя крайними и однимсредним входными выводамн для подключения соответственно к крайним исреднему выводам источника питание,а накопительный элемент каждой ячейки одним выводом соединен со средним входным выводом инвертора, адругим выводом через указанные вторые транзисторы, шунтированныевстречно включенными диодами, соединен с крайними входными выводами .ннвертора и через указанный ключ переменного тока с первым выходньм выводом инвертора, а второй выходнойвывод инвертора соединен со среднимвходным выводом инвертора.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания и электро- привода для преобразования постоянного напряжения в переменное с синусоидальной формой кривой выходного напряжения и широким диапазоном регулирования его частоты и амплитуды.Известен инвертор, который содержит источник питания, автотрансформатбр, основные и дополнительные тиристоры, индуктивно-емкостный Фильтр и мостовой переключатель 13,Недостатком данного инвертора является то, что получение удовлет ворительной формы выходного напряжения возможно только при большом количестве дополнительных тиристороь и соответствующих выводом автотрансформатора. Кроме того, при изменении 20 коэффициента мощности нагрузки происходит сильное искажение формы кривой выходного напряжения независимо от количества дополнительных тиристоров. 25 1Известен также инвертор, который содержит мостовой коммутатор, заряд ные ключи, зарядные и разрядные диоды, соединительные и разрядные ключи и накопительные конденсаторы 21.Недостатком укаэанного инвертора является то, что для получения удовлетворительной формы кривой выходного напряжения необходимо большое количество ключей, диодов и конденса- З 5 торов .Наиболее близким к предлагаемому является инвертор, содержащий блок управления, И нреобразовательных ячеек, каждая из которых состоит из на копительного элемента, первого транзистора и первого диода, и мостовой коммутатор 33.Недостаток известного инвертора состОит В искаженйи Формы кривой Вы 45 ходного напряжения при изменении коэффициента мж".ности нагрузки вследствие отсутствия путей рекуперации реактивной энергии нагрузки в источник питания.50Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей путем обеспечения работы на нагрузку с любым коэффициентом мощности.Поставленная цель достигается тем, что в инвертор, содержаший блок управления и М преобразовательных ячеек, каждая из которых состоит из накопительного элемента, первого транзистора и первого диода, в каждую преобразовательную ячейку введен 60 второй. транзистор, второй диод и ключ переменного тока, вход инвертора выполнен с двумя крайними и одним средним входными выводами для подключения соответственно к крайний и к 65 среднему выводам источника питания,а накопительный элемент каждой ячейки одним выводом соединен со среднимвходным выводом инвертора, а другимвыводом через указанные вторые транзисторы, шунтированные встречно включенными диодами, соединен с крайнимивходными выводами инвертора и черезуказанный ключ переменного тока спервым выходным выводом инвертора,авторой выходной вывод инвертора соединен со средним входным выводом инвертора.В качестве накопительных элементовмогут использоваться или дроссели,или конденсаторы. Если в качественакопительных элементов используютсядроссели, то в качестве источникапитания целесообразно использоватьисточник напряжения, а если в качестве накопительных элементов использованы конденсаторы, то в качествеисточника питания целесообразно использовать источник тока, Если в качестве накопительных элементов используются дроссели, то для устранения возможных кратковременных коммутационных перенапряжений параллельнонагрузке может быть, включен дополнительный конденсатор небольшой емкос"ти, не изменяющий основных параметров инвертора.В качестве переключателей можетбыть использована любая из известныхсхем для коммутации переменного тока, например схема, состоящая издвух транзисторов, включенных встречно-параллельно,На чертеже представлена принципиальная схема инвертора.Инвертор содержит преобразовательные ячейки 1-4, каждая из которыхсостоит из транзисторов 5 и 6, диодов 7 и 8, накопительного элемента9 и ключа 10 переменного тока, состоящего, например, из транзисторов11 и 12, и диодов 13 и 14. К выходным выводам инвертора включена нагрузка 15Блок 16 управления содержит модулятор 17, блок 18 сравнения и задающий генератор 19. Крайние входные выводы 20 и 21 подключены к крайним выводам источника питания, а средний вывод 22 - к отводу от средней точки этого источника.Инвертор работает следующим образом.Напряжение синусоидальной формы от задающего генератора 19 подается на один из входов блока сравнения. На другой вход блока сравнения подается напряжение с выхода инвертора. Сигнал рассогласования с блока 18 сравнения поступает на модулятор 17, который имеет 16 выходов. В зависимости от полярности полуволны1070674 Составитель В.МоинРедактор Н.Ковалева Техред Л,Мартяшова КорректорМ.Демчик Заказ 11700/52 Тираж 667 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 формируемого на нагрузке напряженияработают транзисторы 5 нли 6. На управляющий вход работающего ключаподаются прямоугольные импульсы сфиксированной повыюенной частотой.Коэффициент заполнения импульсов изменяется по синусоидальному закону,причем на управляющих входах одноименных ключей .в различных ячейкахимпульсы сдвинуты относительно другдруга во времени на 1/И периодасобственной частоты работы ключа(М- число преобразовательных ячеек)Если транзисторы 5 (6) открыты, тоключи 10 закрыты. Происходит накопление энергии в элементах 9 пропорционально длительности интервалаоткрытого состояния транзисторов 5,(6 ). Затем транзисторы 5 ( 6) закрываются, а ключ 10 открывается. Происходит отдача энергии.из накопительных элементов 9 в нагрузку 15.1 Саочи 10 обеспечивают протеканиетока в любом из двух направлений.Указанный временной сдвиг в работе преобразовательных ячеек 1/Ипозволяет обеспечить такой процеСсформирования выходного напряжения.,когда нагрузка в любой момент времени замкнуа на,накопительный элемент 9 по крайней мере в одной ячейке, что позволяет получить безразрывную форму кривой выходного напряжения. При изменении коэффициентамощности нагрузки, а также в режимерекуперации нагрузка может передавать свою энергию накопительномуэлементу 9, когда ключ 10 открыт, анакопительный элемент 9 отдает этуэнергию через один из диодов 7 (8)или через один из транзисторов 5 (6в источник питания,Таким образом, предлагаемый многоячейковый инвертор отличается отизвестных тем, что обеспечивает вы 20 сокое качество формы выходного синусоидального напряжения на нагрузкес произвольным коэффициентом мощности и в режиме рекуперации энергиииз нагрузки в источник питания,