Резервированный инвертор

О П И С А Н И Е (и)828346ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республикисоединением заяв 23) Приоритет43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень17 ( сударствеииый комитет СССР по делам изобретений) Дата опубликования описания 07.05 2) Автор изобретен Л. А. Сухман(71) Заявитель на Ленина политехнический институтим. В. И. Ленина рьковс 4) РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ИНВЕРТОР Изобретение относится к электротехнике, а именно к инверторам постоянного напряжения, и может быть использовано для питания синхронизированных по частоте нагрузок переменного тока в задающих генераторах систем, которые должны иметь повышенную надежность.По основному авт, св.782079 известен резервированный инвертор, содержащий М преобразовательных ячеек и У выходных 10 трансформаторов, средние точки первичных обмоток которых связаны со средними точками вторичных обмоток силовых трансформаторов указанных ячеек, первичные обмотки которых имеют средние точки и под ключены к одному выводу источника питания, а концы соединены с другим выводом источника питания через транзисторы, в базовую цепь каждого включена соответствующая вторичная полуобмотка коммутирующего трансформатора, причем средняя точка вторичной обмотки через резистор соединена с силовыми электродами указанных транзисторов, а также управляющие ключи, резисторы и разделительные диоды, одноименные концы вторичных обмоток силовых трансформаторов соединены между собой через попарно последовательно соединенные управляемые ключи, каждая общая точка последних подключена к соот- Зо ветствующему концу первичной обмотки Ж-го выходного трансформатора через другой управляемый ключ, причем схемы управления ключей подсоединены к отводам обмотки того из трансформаторов, с концами которого они соединены непосредственно, а средние точки вторичных обмоток силовых трансформаторов ячеек и средние точки первичных обмоток выходных трансформаторов соединены между собой непосредственно, общие точки попарно последовательно соединенных ключей через одни разделительные диоды связаны с точкой соединения первых электродов других диодов, вторые электроды последних соединены с одноименными концами первичных обмоток коммутирующих трансформаторов, средние точки которых через резисторы подключены к соединенным между собой непосредственно средним точкам указанных обмоток силовых и выходных трансформаторов 1.Недостатком резервированного инвертора является то, что отключение вышедшего элемента и узла из строя связано с тем, что происходит дополнительное потребление мощности ограничительными резисторами при коротком замыкании в коммутирующих трансформаторах, Следовательно, ограничительные резисторы применены пр.3вышенной мощности, что снижает КПД указанной схемы после возникновения отказовв любой ячейке,Цель изобретения - повысить КПД резервированного инвертора.Поставленная цель достигается тем, . чтовведены дополнительные транзисторы, соединенные через резисторы и разделительныедиоды с дополнительными обмотками силового трансформатора, причем средние точкипервичных оомоток коммутирующих трансформаторов через резисторы соединены содними силовыми электродами дополнительных транзисторов, другие силовые электроды которых соединены между собой непосредственно и подключены к общей точкесиловых и выходных трансформаторов,третьи электроды указанных транзисторовчерез резисторы и диоды подключены кдополнительным обмоткам, которыми снабжены силовые трансформаторы, средниеточки указанных дополнительных обмотоксоединены с одними из силовых электродовдополнительных транзисторов.На чертеже изображена схема резервированного инвертора.Резервированный инвертор содержит Увыходных трансформаторов и М преобразовательных ячеек, Для простоты пояснения работы устройства количество выходных трансформаторов и преобразовательныхячеек выбрано равным двум. Практическиколичество преобразовательных ячеек определяется величиной требуемой надежности, а выходных трансформаторов - числомнагрузок по переменному току и можетбыть неограниченно.Резервированный инвертор содержит выходные трансформаторы 1 и 2. Первичныеполуобмотки 3, 4 трансформатора 1 подключены к управляемым ключам 5, 6 соответственно, а первичные обмотки 7, 8 трансформатора 2 подключены к управляемымключам 9, 10. Последовательно с управляемыми ключами 5, 6, 9, 10 подсоединеныуправляемые ключи 11, 12, 13, 14 соответственно. Управление ключами 5, 6 осуществляется схемой 15 управления, на входыкоторой напряжение подается с отводом16(17) выходного трансформатора 1, управление ключами 9, 10 осуществляется отсхемы 18 управления, на входы которой напряжение подается с отводом 19(20) трансформатора 2. Схема 21 управления подключена к выводам 22, 23 силового трансформатора 24 преобразовательной ячейки иуправляет работой ключей 11, 12, а схема25 управления подсоединена к выводам 26,27 силового трансформатора 28 преобразовательной ячейки и управляет работойключей 13, 14.Ключи 11, 12 подсоединены к выводамвторичных обмоток 29, 30 трансформатора24, а ключи 13, 14 - к выводам вторичныхобмоток 31, 32 трансформатора 28. Пер 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4вичные обмотки 33, 34, 35, 36 указанных трансформаторов 24, 28 подключены соответственно к транзисторам 37, 38, 39, 40. Эмиттеры указанных транзисторов подключены к резисторам 41, 42 и к одному из выводов источника 43 питания. К другому выводу источника 43 подключены средние точки первичных обмоток 33, 34, 35, 36 трансформаторов 24, 28. Управление транзисторами 37, 38 происходит с помощью вторичных обмоток 44, 45 коммутирующего трансформатора 46, а транзисторами 39;40 - с помощью вторичных обмоток 47 48 коммутирующего трансформатора 49, Первичные обмотки 50, 51, 52, 53 трансформа-. торов 46, 49 соединены соответственно с одними электродами разделительных диодов 54, 55, 56, 57. Другие электроды разделительных диодов 55, 57 соединены между собой непосредственно и подключены к общей точке последовательно соединенных ключей 6, 10, 12, 14, а другие электроды соединенных непосредственно разделительных диодов 54, 56 соединены попарно последовательно с соединенными ключами 5, 9, 11, 13. Выходы преобразовательных ячеек 58, 59 соединены между собой параллельно.Средние точки первичных обмоток трансформаторов 46, 49 через резисторы 60, 61 соединены с общей точкой силовых и выходных трансформаторов через вспомогательные транзисторы 62, 63. Управление транзистором 62 осуществляется с помощью дополнительных обмоток 64, 65 трансформатора 24 через диоды 66, 67 и резистор 68. Управление транзистором 63 осуществляется с помощью дополнительных обмоток 69, 70 трансформатора 28 через диоды 71, 72 и резистор 73, Обмотки 74, 75 трансформаторов 1, 2 подключены к нагрузкам 76, 77.Резервированный инвертор работает следующим образом.Преобразовательные ячейки 58, 59, выполненные по дифференциальной схеме с силовыми 24, 28 и коммутирующими 46, 49 трансформаторами на транзисторах 37 - 40, формируют переменное напряжение прямоугольной формы, которое с вторичных обмоток 29 - 32 трансформаторов 24, 28 через ключи 5, 6, 11, 12, 9, 10, 13, 14 прикладывается к первичным обмоткам 3, 4, 7, 8 трансформаторов 1, 2, а через ключи 11, 12, 13, 14 и разделительные диоды 54 - 57 - к первичным обмоткам 50, 51, 53 трансформаторов 46, 49.Управление вышеуказанными ключами осуществляется посредством схем 15, 18, 21, 25 от отводов 16, 17, 19, 20, 22, 23, 26, 27 обмоток 3, 4, 7, 8, 29, 30, 31, 32 выходных 1, 2 и силовых 24, 28 трансформаторов таким образом, что в один полупериод проводят ключи 5, 11, 9, 13, а в другой - ключи 6, 12, 10, 14, Инвертор отличается повы5шенной надежностью. Повышенная надежность достигается тем, что выход из строя любого элемента схемы не приводит к выходу из строя инвертора, Например, при выходе из строя короткое замыкание трансформатора 24 ключи 11, 12 отключают его, чем осуществляется автоматическое устранение влияния на работу инвестора вышедШего из строя элемента. Влияние короткого замыкания в трансформаторах 46, 49 не 10 сказывается на работе инвертора, так как Введенйе дополнительных транзисторов 62, 63, управление которыми происходит через обмотки 64, 65 трансформатора 24 и обмотки 69, 70 трансформатора 28, осуществляет автоматическое отключение вышедшего из строя трансформатора.Предлагаемый резервированный инвертор по сравнению с известным обладает преимуществами, которые заключаются в следующем: указанное соединение позволит без дополнительных потерь получить синхронизированный по частоте резервированный инвертор; инвертор позволяет подключить любое число нагрузок по переменному току; резервированный инвертор позволяет разделить цепи нагрузки и источника; объединение указанным образом позволяет получить глубоко резервированный инвертор, питающий синхронизированные по частоте нагрузки,6Таким образом, предлагаемое устройство значительно повышает КПД при сохранении высокой надежности. Формула изобретенияРезервированный инвертор по авт. св.782079, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, введены дополнительные транзисторы, соединенные через резисторы и разделительные диоды с дополнительными обмотками силового трансформатора, причем средние точки первичных обмоток коммутирующих трансформаторов через резисторы соединены с одними силовыми электродами дополнительных транзисторов, другие силовые электроды которых соединены между собой непосредственно и подключены к общей точке силовых и выходных трансформаторов, третьи электроды указанных транзисторов через резисторы и диоды подключены к дополнительным обмоткам, которыми снабжены силовые трансформаторы, средние точки указанных дополнительных обмоток соединены с одними из силовых электродов дополнительных транзисторов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство782079, кл. Н 02 М 3/335, Н 02 М 7/537, 18.09.78.