Инвертор с многоступенчатой формой выходного напряжения

О П И С А Н И Е 1111 550747ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное (22) Заявлено 13,04.7с присоединение авт, свид-ву21) 1644334/О 51) М. Кл.з Н 02 М 7/537 заявки3) Приоритет Государственныи комите Совета Министров СССР Опуоликовано 15,03. Бюллетень М 10 по делам изобретений н открыт Дата опубликования описания 11.04. 2) Авторыизобретения1) Заявитель В, Р. Бирюков, О. И, Хасаев, Д. Б, Кофман и А. И. БертиновМосковский ордена Ленина авиационный институт им. СергоОрджоникидзе(54) ИНВЕРТОР С МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ ФО ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ 15 выходно абаритнь ерторе п дной из пенными ы с вых ания. о нах по- рвичячеек через одами Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в различных областях техники, где решается задача получения многофазного (или однофазного) напряжения с уменьшенными искажениями, в частности в системах электропитания различных транспортных средств.Известны инверторы с многоступенчатой формой выходного напряжения, в которых уменьшение искажений выходного напряжения достигается за счет последовательного соединения выходов преобразовательных ячеек, генерирующих напряжения одинаковой формы, но сдвинутые по фазе, или совпадающие по фазе, но разной формы 1 - 31, Во всех случаях преобразовательные ячейки работают на выходной частоте, что при наличии по крайней мере в одной пз ячеек трансформаторного выхода предопределяет собой невысокие масса-габаритные показатели инвертора, особенно при низких выходных частотах.Для уменьшения искажений гпряжения и улучшения масса-г 1 казателей в предлагаемом инв е ная обмотка трансформатора овыполнена с отпайками, соедиуправляемые ключевые элементдля подключения источника пит На фиг. 1 дана схема описываемого инвертора применительно с одной из систем электропитания; на фиг. 2, а - з - временные диаграммы основных процессов в инверторе.5 Система электропитания (см. фиг. 1) содержит синхронный генератор 1, выпрямитель 2 с 1.С-фильтром, инвертор 3, выполненный на тиристорах 4 - 9 и диодах 10 - 15,трансформаторы 16 - 18 с отводами, вторич 10 ные обмотки 19 которых подключены последовательно с нагрузкой, а первичные обмоткичерез ключи переменного тока, выполненныена тпристорах 20 - 55, подключены к выходному напряжению выпрямителя,Инвертор работает следующим образом.Рассмотрим работу только одной фазы, например фазы А. Тиристоры 4 и 5 фазы А инвертора 3 управляются соответственно напряжениями Ууи У,1 (см. фиг. 2, г, д), поэто 20 му в один полупериод включаются диод 10 итиристор 4, авдругой - диод 11 и тиристор 5.Выходное напряжение инвертора 3 таким образом имеет прямоугольную форму (см. фиг.2, ж), Одновременно с включением тиристора25 4 получают импульс У (см, фиг. 2, а) навключение тиристоры 20 и 22, причем ширинавключающего импульса равна ширине первойступени выходного напряжения. Так как нагрузка преобразователя принята пндуктивно 30 активной (см. фиг. 2, з), то на интервале угла550747 2 )ЮЛ ЛЯЖЛ ЖМЛЯ 404344 464 ЩЫЯ Гу1 57 включается тиристор 22, на интервале (оА - р) - тиристор 20. При этом на вторичной обмотке 19 формирующего трансформатора 16 индуктируется напряжение противоположной полярности величиной, равной Уф 5 (см. фиг, 2, е), В результате напряжение на нагрузке оказывается равным (У= У - Уф) величине напряжения первой ступени У (см, фиг. 2, з). Формирование напряжения второй ступени на интервале (а 62 - оА) происходит 10 аналогично. При этом сигнал 02 (см. фиг.2, б) подается на тиристоры 28 и 30, однако в данном случае включается только тиристор 30, так как ток нагрузки изменил направление на интервале первой ступени выходного 15 напряжения. На интервале (вз - А) третьей ступени сцгнал управления У, подается на тиристоры 25 и 27. При этом включается тиристор 27, полярность напряжения на вторичной обмотке 19 трансформатора 16 изменяет ся. Теперь выходное напряжение У инвертора 3 суммируется с напряжением Уф на вторичной обмотке 19 трансформатора 16. Аналогично происходит формирование направления на четвертом (оА - оз) и пятом (л - аЦ ин тервалах выходного напряжения.Выходная обмотка 19 трансформатора рассчитывается на полный ток нагрузки. Однако, учитывая, что на интервале полупериода напряжение трансформатора дважды реверси- ЗЭ руется (см. фиг, 2, е), расчетная частота трансформатора оказывается равной тройной рабочей частоте, поэтому расчетная мощность трансформатора значительно меньше выходной мощности инвертора. 35 4Для дальнейшего понижения мощности трансформатора вместо инвертора 3 с полным прямоугольным напряжением на выходе можно использовать инвертор с нулевой ступенькой в выходном напряжении. Формула изобретения Инвертор с многоступенчатой формой выходного напряжения, состоящий из преобразовательных ячеек, по крайней мере одна из которых выполнена на базе трансформатора, первичная обмотка которого связана с выводами для подключения источника питания, а выходные цепи всех ячеек соединены последовательно, отличающийся тем, что, с целью уменьшения искажений выходного напряжения и улучшения масса-габаритных показателей, первичная обмотка трансформатора выполнена с отпайками, соединенными через управляемые ключевые элементы с указанными выводами,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Ловушкин В. Н. Транзисторные преоб. разователи постоянного напряжения, Энергия, М., 1967.2. Бедфорд Б., Хофт Р. Теория автономных инверторов, Энергия, М., 1969 (прототип).3. Константинов В. Г. Многофазные преобразователи на транзисторах, Энергия, М 1972.Заказ 5 однисное СССР ипография, пр. Сапунов 6 Изд ПНИИПИ Госуда по 113035, хе 27 ствеи делам Чоскв 0 Тираж 8 ЭЭого комитета Совета Министризобретений и открытийЖ, Раушская иаб д. 4/5