Автономный инвертор

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик)М, КлР Н 02 М 7/515 ая присо Государственный комитет Совета Министров СССР оо делам изобретений н открытий(45) Дата опубликования описани нь 5 3) УДК 621,33.4,57 (088.8) Ъ.У 3(72) Авторы изобретения И. Загрядцкий, И, В. Рожденственский, Н. И. Кобыляцкий и А. И. Крамаренко 71) Заявител невский политехнический институт им. С; Лазо и Всесоюзньинститут электрификации сельского хозяйства ТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР кого преобразователя являго веса и габаритов из-за го шунта в выходном транНедостатком та ется увеличение е наличия магнитно сформаторе.Целью изобрет веса и габаритов а применения .на его ния является уменьшение тономного инвертора путем выходе фазопреобразуюшеИзобретение относится к статическим устройствам, предназначенным для преобразо.вания энергии постоянного тока на входе в энергию многофазного переменного тока на выходе.Известны статические преобразователи постоянного тока в трехфазный переменный, содержащие трехфазный автономный инвертор, выходной трансформатор, сглаживающий дроссель и параллельные конденсаторы 1.Для стабилизации выходного напряжения при изменении нагрузки в таких преобразователях необходимо поддерживать постоянный угол сдвига между током и напряжением инвертора.Это достигается с помощью обратного управляемого выпрямителя, вход которого подключается к отпайкам первичной или вторичной обмоток трансформатора, а выход - к источнику питания постоянного тока, либо параллельно нагрузке подключается компенсирующее устройство, содержащее индуктивные сопротивления, величина которых регулируется с помощью управляемых вентилей, и загружающее инвертор недостающей реактивной мощностью.Недостатком таких преобразователей является увеличение их веса и габаритов при работе на переменную нагрузку, например асинхронный двигатель, вследствие того, что все их элементы выбираются из условий обеспечения нормальной работы при максимальной нагрузке (пуск асинхронного двигателя), а также из-за наличия специальных схем управления вентилями обратного выпрямителя или вентилями компенсирующего устройства.Известен также преобразователь, состоя. щий из обратного выпрямителя, автономного инвертора, трансформаторного фильтра и выходного трансформатора с подмагничиваемым шунтом 21.Стабилизация выходного напряжения при изменении нагрузки в таком преобразователе достигается изменением индуктивного сопротивления магнитного шунта выходного трансформатора с помощью обмотки подмагничивания, расположенной на нем.Такой преобразователь является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.5 1 О 15 29 25 30 формула изобретения 35 Ю 45 го трансформатора на кольцевом сердечнике сподмагничиваемыми ярмам и.Указанная цель достигается тем, что обмотка подмагничивания расположена на ярмахвыходного трансформатора и соединена последовательно с обратным выпрямителем.На фиг. 1 изображена принципиальная схема автономного инвертора; на фиг. 2 - еговыходной трансформатор.Автономный инвертор состоит из блока 1,содержащего управляемые вентили с ограниченными коммутирующими конденсаторами,трансформатора с вращающимся магнитнымполем, выполненным на кольцевом сердечнике2 с пазами по типу статора асинхронной машины и обратного выпрямителя 3.В пазах сердечника 2 расположены кольцевая обмотка подмагничивания 4, охватывающая ярмо серд:чника, первичная двухфазнаяобмотка 5, вспомогательная двухфазная обмотка 6, каждая фаза которой соосна соответствующей фазе первичной обмотке 5, а также выходная трехфазная обмотка 7, имеющая отводыот каждой фазы,Каждая фаза первичной обмотки имеет отводы от середины, которые соединены вместе иподключены к зажиму источника питания, Фазы вспомогательной обмотки замкнуты на конденсаторы 8 и 9 соответственно. К отводамвыходной обмотки подключают вход выпрямителя 3. Выход выпрямителя 3 через последовательно соединенную обмотку подмагничиванияподключен на одноименные зажимы источникапитания постоянного тока, При этом к обмоткеподмагничивания прикладывается разность напряжений выпрямительного моста и источникапостоянного тока.При подключении инвертора первичнаядвухфазная обмотка 5 создает два пульсирующих магнитных поля, оси которых сдвинуты вЛпространстве и времени на угол - . Под влиянием обмотки 6, замкнутой на конденсаторы 8 и9, пульсирующие поля становятся синусоидальными, и результирующее поле получается круговым вращающимся. Вращающееся магнитноеполе, пересекая витки трехфазной обмотки, наводит в фазах этой обмотки симметричное трехфазное практически синусоидальное напряжение. Емкость конденсаторов 8 и 9 подобранатаким образом, чтобы происходила компенсация максимального индуктивного тока нагрузки. При уменьшении нагрузки компенсация нарушается. Блок 1 и обмотки 5 и 6 трансформатора будут загружены емкостным током. В результате этого выходное напряжение инвертора, а значит и выходное напряжение преобразователя должно существенно возрасти. Но этого не происходит, так как даже незначительное увеличение выходного напряжения приводит к увеличению напряжения на выходе выпрямителя 3. Поскольку к обмотке подмагничивания приложена разность напряжений выпрямителя и источника питания, то увеличение напряжения выпрямителя на 1 - 2% приводит к увеличению тока подмагничивания в несколько раз по сравнению с режимом номинальной нагрузки. Усиление подмагничивания приводит к увеличению тока намагничивания, который потребляется первичной обмоткой от инвертора, Поскольку ток намагничивания находится в противофазе с емкостным током, то инвертор и первичная обмотка разгружаются от емкостного тока, и напряжение возрастает незначительно. При сильном увеличении нагрузки выходное напряжение снижается, напряжение на выходе выпрямителя 3 становится меньше напряжения источника питания, и ток по обмотке подмагничивания вообще не протекает. Поскольку мощность трансформатора обычно несколько больше мощности максимальной нагрузки, то изменяя путем по 1 магничивания намагничивающий ток от минимального до номинального, трансформатор с вращающимся магнитным полем можно использовать в качестве компенсирующего устройства, управляемого в функции выходного напряжения.Предлагаемое решение позволяет упростить схему автономного инвертора, уменьшить габариты и вес, повысить надежность его работы и КПД. Автономный инвертор, содержащий управляемые вентили, коммутирующие конденсаторы, сглаживающий дроссель, выходной трансформатор на кольцевом сердечнике с пазами, в которых размещена двухфазная первичная и трехфазная вторичная обмотка, обратный выпрямительный мост на диодах, а также обмотку подмагничивания, отличающийся тем, что, с целью снижения веса и габаритов, обмотка подмагничивания расположена на ярмах выходного трансформатора и соединена последовательно с ооратным выпрямительным мостом.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Ковалев Ф, И., Мосткова Г. П. и др, Стабилизированные автономные инверторы с синусоидальным выходным напряжением, с.7 - 19, М., Энергия, 1972.2, Авторское свидетельство469195, кл, Н 02 М 7/515, 1975.;венного ком нч Еч а лам изооречений скеа, Ж, Раун Патент, г. Ужго