Статический преобрпзователь
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
)г б,т1 ьфлистов ф; к Союз Советских Социалистических Респубики(51) М, Кл,Н 02 М 7 ЛЗ Н 02 М ЛГкударстванкмй каматат Сваата Меавтраа СССР ва делам мзабрвтаввй я аткрытий. И, Корол ани кий инстит авто ма оэлектро(71) Заявитель Научно-исследователри Томском институтеи ра томатики и ат ванных систем уттравл ТАГИЧЕ ПРЕОБРАЭОВАТ но работ олько на чисто активн з 1Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах автоматики и электропривода для преобразования постоянного напряжения в переменное с формой, близкой к синусоидальной.Известен статический преобразователь, формирующий на нагрузке ступенчатое напряжение путем подключения к ней в определенной последовательности нескольких источников постоянного напряжения. Указанные источники подключаются к нагрузке с помощью двух транзисторных переключателей, управление которыми осуществляется таким образом, что в один полупериод работает один переключатель, а в другой период - другой переключатель.Однако такой преобразователь может работать только на чисто активную нагрузку. Если нагрузка активно-индуктивная, необходима установка компенсирующих конденсаторов, что ухудшает энергетические и массо-габаритные показатели.Известен также статический преобразователь, содержащий вспомогательный преобразователь,. переключатель отводов, мостовой переключатель и схему управления, формирующий так же многоступенчатую форму выходного напряжения. Такой образователь нормальНаиболее близким по технической сущностик предложенному является статический преоб.разователь, содержащий источник питания с несколькими промежуточными отводами, мостовой инвертор, подключенный к выходным зажимам переключателя отводов, причем выходные зажимы иивертора соединены через одну пару возвратных диодов с общим зажимом источника питания, а через другую пару возвратных диодов и цепочек, каждая из которых образована вспомогательным ключом и дополнительным диодом, - с соответствующим отводом источника питания.При низких частотах выходного напряже иия и низких коэффициентах мощности нагрузки величина емкости конденсаторов, подключенных к источникам питания, должна быть большой, В тех случаях, когда напряжения различных уровней формируются при помощи конвертора, работающего на повышенной частоте, масса и габариты конденсаторов, необходимых для приема реактивной энергии нагрузки, составляют большую часть массы и габаритов преоб.разователя в целом.Оелью изобретения является уменьшение Ж габаритов и массы преобразователя.Это достигается тем, гго в црелложеццыйстатический преобразователь с И-ступецчатйформой выходного напряжения, солержагццйисточник постоянного напряжения, имекццийобщий вывод, соединенный с первым входнымвыволом мостового инвертора, и М лругих пе 5реключаеЬыа выводов, соединенных через пе.реключатель со вторым входным выводом инвертора, выходные выводы которого соединены с нагрузкой и через первую пару возвратных диодов соелинены с обгццм выволом источника, а через вторую пару возвратных диодови через дополнительные ключевые элементы связаны с переключаемыми выводами источника,указанный источник выполнен в виде коцвертора с трансформатором повышенной частоты,вторичная обмотка которого имеет отвод отсредней точки, образующий общий выводисточника и промежуточные симметричные относительно средней точки выводы, к которым подключены диоды многоканального выходного выпрямителя, образующие М переключаемых выводов источника, а укаэанные дополнительныеключевые элементы выполнены в виде двух цепочек из последовательно-соединенных М ключей и диода в каждой, включенных между общей точкой второй пары возвратных диодов иближайшим к средней точке промежуточным 25отводом вторичной обмотки трансформатора,причем точки соединения ключей цепочек межлу собой подключены к соответствующим промежуточным отводам, расположенных по однусторону от средней точки обмотки.На фиг. 1 представлена принципиальнаясхема статического преобразователя; на фиг. 2 диаграммы напряжений на отдельных элементах схемы.Преобразователь содержит источник питания, выполненный в виде конвертора и содержащий инвертор 1 с трансформатором 2 повышенной частоты, вторичная обмотка его имеетобщий отвод 3, мостовой инвертор на ключах4 - 7, симметричные относительно средней точки выводы обмотки трансформатора 8 - 13, многоканальный выходной выпрямитель на дно- фдах 14 - 19, переключатель на ключах 20, 21,. нагрузку 22, первую пару возвратных диодов23, 24, вторую пару возвратных лиодов 25,26, дополнительные ключевые элементы, выполненные в виде двух цепочек из последовательно соединенных ключей 27 - 32 и диода33 - 38 в каждой,К первичному источнику подключен ицвер. торс трансформатором 2 повышенной частоты, вторичная обмотка которого имеет отводот средней точки в, образующий общий вывод 50источника, соединенный с первым входным выводом мостового инвертора на ключах 4 - 7и промежуточные симметричные относительносредней точки выводы 8 - ,13, к которым подключены диоды 14 - 19 многоканального выходного выпрямителя, образующие при помощи55переключателей 20, 2 переключаемые выволыисточника, соединенные со вторым входнымвыводом инвертора. Выходные выводы инвертора соединены с нагрузкой 22 и через первую пару возвратных лиодов 23, 24 соедцне о цы (. Обцим ццв(.1 л(1 м цст(цгццкп, а цр(1 э вто рую пару возвратных ццдон 25, 26 н че 1(.з л(цголццтельцыс ключевые элементы, выполнен цые в вилс лвух цепочек цз послеловатсльцо соединенных ключей 27 - -32 диода 33 38 в кажлой, включенных общей гочкой второй пары возвратных диодов ц ближайшим к средней точке промежуточным отводом вторичной обмотки трансформатора 8, 9. Точки соединения ключей 2728, 28 29, 3031. 31 -32 межлу собой подключены к соответствующим промежуточным отволам, расположенным по олпу сторону от средней точки обмотки 3. Рассмотрим работу преобразователя, например, при формировании трехсТупенчатого выходного напряжения, когда в качестве управляемых ключей используют трацэцсторьь Инвертор 1 получает питание от источника с большой емкостью (аккумулятор) и формирует ца выходных обмотках трансформатора 2 напряжение прямоугольной формы, отличающееся от выходного по частоте в КМ раз (фиг. 2 а). При помощи многоканального выпрямителя на диодах 4 19 формируются три уровня напряжения, равные амплитуде напряжения ступеней (фиг. 2 д), При помощи переключателя на транзисторах 20 и 21 (фиг. 2 б и 2 в) формируется на входных выводах инвертора одно- полярное напряжение ступенчатой формы (фиг. 2 г). При помощи ицвертора на транзисторах 47 ца его выходных выводах формируется переменное напряжение (фиг. 2 д).В моменты времени, когда полярность тока нагрузки и выходного напряжения различная (фиг: 2 д) необходимо создать цепь для возврата реактивной энергии нагрузки в первичный источник. Это достигается за счет того, что нагрузка подключается через вторую пару возвратных диодов 25, 26 и ключевые элементы 27 - 32 к промежуточным отводам 8 - 13 вторичной обмотки трансформатора. И лаже через возвратные диоды ицвертора 1 реактивная энергия нагрузки возврац 1 ается в первичный источник. Диаграммы напряжений для управления ключевыми элементами 29, 32; 28, 31; 27, 30 при работе на нагрузку с любым коэффициентом мощности показаны соответственно на фиг. 2 е, 2 ж, 2 э. Частота переключений указанных транзисторов равна частоте работы инвертора 1. В интервале времени 0 - а напряжения управления поступают так, что транзисторы 27, 28, 29 открываются одновременно и в противофазе с транзисторами 30, 31, 32, Этим достигается поочередное подключение нагрузки к ближайшим к средней точке в промежуточным отводам 8, 9, формирование напряжения первой ступени и возврат реактивной энергии нагрузки в первичный источник. Все остальные источники напряжения отключены от нагрузки посредством диодов 33 . 38. В момент времени 0 - а управление с ключей 27 и 30 снимается (фцг. 2 з) и онц переходят в режим отсечки, а нагрузка подключается через ключи 28, 29 и 31, 32 к следующим промежуточным отводам 1 О и 11. Реактивная энергия нагрузки аналогично пре.МоЯ СоставительТехред О, ЛугоТираж 892 ректор Д. Мельии и икоинское Редакгор Е Кравцова Заказ 2812/38 ииистрои СССРид 4/5Проектная. 4 ИИИПИ Государственного комитет по делам. изобретен и 113035, Москва, Ж.З 5; Ра Филиал ППП аПатентэ, г. УжСовета М и открыт скан наб род, ул,лылусп(му тк гонима ицтервллч изврл(цаетс 51 в прпичцыц источник, а на нагрузке формирутя вторая ступень нас(ряжения независимо от характера нагрузки. В момент времени О - б управление снимается с транзисторов 28 и 31, а к нагрузке через транзисторы 29, 32 подкл(очаются следующие промежуточные отводы 12 и 3,Такое иостроецие статического преобразователя позволяет уменьшить его габариты и массу за счет устранения из его схемьс конденсаторов для приема рактивной энергии нагрузки и сохраиить неизменной форму напряжено независимо от характера нагрузки. Статический преобразователь с сч-ступенчатой формой выходного напряжения, содержаший (с(сточник постоянного напряжения, имеюспий общий вывол, соелиненный с первым вход. ным выводом мостового ицвертора, и сч других переключаемых выводов, соединенных через переключатель со вторым входным выводом инвертора, выхолные выводы которого соедине. цы с нагрузкой и через п(рун) сслр) в(прлг.цых лиолов сослинены с общим всднолом щ гоч.НИКа, а ЧЕРЕЗ ВТОРУЮ ПаРУ ВОЗВРЯтЦЬСХ Лс)о.Сои и через лополнительцьсе к.ночевыс элемцты вя зацы с переклк)чаемыми выпоЛлмц цтбчцикл,отличающиагя тем, что, с целью умень(пении его габаритов и массы, указанный источник выполнен в виле конвертора с трлцсформлто ром повьсшенной частотьс, вторичная обмотка которого имеет отвол от срелцей точки, об)рлзуюспий общий вывоЛ источцикл и промсжугоч.ные симметричные относительно средней точки выводы, к которым полклк)чены лцолы л(ссогоканального в(нхолного выпрямителя, обрлзло.щие с 1 переключаемых выводов источника, я 15 указанные дополнительньп ключщгые элементыВЫПОЛНЕНЫ В ВИДЕ ДВУХ ПСОЧЕК ИЗ ПОСЛЕЛО- вательно соелиненных сч ключй ц лиолл в клжлой, включенных межлу общей точкой второй пары возвратных диодов и ближяйсним к средней точке промежуточным отволом вториспой обмотки трансформатора, прич(м точки сослццения ключей цепочек межлу собой нолключе.нс 1 к соответствуюц(им промежуточным отводам, расположенным по олпу сторону от срелцей точки обмотки,
СмотретьЗаявка
2400847, 01.09.1976
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИКИ ПРИ ТОМСКОМ ИНСТИТУТЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
МОРДВИНОВ ЮРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ, КОРОЛЕВ СТАНИСЛАВ ИВАНОВИЧ
МПК / Метки
МПК: H02M 7/537
Метки: преобрпзователь, статический
Опубликовано: 25.05.1978
Код ссылки
<a href="https://patents.su/3-608245-staticheskijj-preobrpzovatel.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Статический преобрпзователь</a>
Предыдущий патент: Инвертор
Следующий патент: Трехфазный самовозбуждающийся инвертор
Случайный патент: Захватно-срезающее устройство