Инвертор

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНИХСПУБЛИН 19) (11) 3151) Н 02 М 7/5 ОСУДАРСТНЕННЫЙ НОМИТЕТ СССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТВУ пре- а ченко,винстит 21) 3400170/24-07(53) 621.314.572(088.8)54)(57) ИНВЕРТОР, содержащченную к входным выводам ченой дроссель преобразователку, параллельно которой чердовательный конденсатор филключена цепь нагрузки, а тнератор управления, подключячейке, и генератор переклюотличающийся те й подклюез входную ячейз послетра подкже генный к ения,что, с целью повышения КПД, параллельнообразовательной ячейке подключенпоследовательная цепочка иэ дву)встречно-параллельно включенных зарядного и разрядного ключей и дополнительного конденсатора, причем входуправления зарядного ключа подключенк выходу генератора переключения через формирователь и логическую схему НЕ, а вход управления разрядногоключа подключен к выходу генераторапереключения через другой формирователь и логическую схему И, другойвход которой подключен через триггерк датчику срыва инвертора, а вход генератора управления подключен к выходу генератора переключения. .4 ЯИзобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может найти применение в источниках питания.Известны преобразователи частоты, содержащие выпрямитель, фильтр, инвертор, системы управления и защиНедостатком преобразователя является пониженный КПД при регулировании мощности. 10Наиболее близким к изобретению является способ, который реализует статический регулируемый преобразователь частоты, содержащий автономный инвертор, нходной дроссель, конден сатор, фильтр, генератор импульсов управления, генератор импульсов переключения, управляемое инерционное звено, датчик напряжения.В этом преобразователе регулирона ние выходной мощности происходит путем изменения частоты инвертирования так, что она периодически принимает значение резонансной частоты и кратной ей, причем при изменении частоты от одного значения до другого измеряют напряжение на элементах инвертора, сравнивают его с опорным напряжением и изменяют частоту так, чтобы значение напряжения не превышало опорного, выбранного из условия допустимого перенапряжения на элементах инвертора.Недостатком такого устройстна является то, что при повышении на,дежности несколько снижается КПД 35 преобразователя, потому что 5-20 времени,н зависимости от уровня допустимых перенапряжений на элементах схемы, он работает не на резонансной частоте нагрузки и не кратной ей, а 40 на промежуточных частотах.Цель изобретения - увеличение КПД статического преобразователя частоты,Поставленная цель достигается тем, что в инверторе, содержащем подклю ченную к входным выводам через входной дроссель преобразонательную ячейку, параллельно которой через последовательный конденсатор фильтра подключена цепь нагрузки, а также генератор управления, подключенный к ячейке, и генератор переключения, дополнительно параллельно преобразовательной ячейке подключена последовательная цепочка из двух встречно-параллельно включенных зарядного и раз. рядного ключей и дополнительного кон. денсатора, причем вход управления за рядиого ключа подключен к выводу генератора переключения через формирователь и логическую схему НЕ, а 60 вход управления разрядного ключа подключен к выходу генератора переключения через другой формирователь и логическую схему И, другой вход которой подключен через триггер к датчи- я ку срыва, а вход генератора управления подключен к выходу генератора переключения.Таким образом, в момент переходачастоты инвертирования с резонанснойчастотой на кратную ей включаетСяключ, через который дополнительныйконденсатор заряжается и реактивнаяэнергия, накопленная в индуктивностивходного дросселя, распределяетсямежду фильтровым и дополнительнымконденсатором.Этим предотвращается заброс напря.жения на конденсаторе фильтра и следовательно, перенапряжения на элементах иннертора, Емкость дополнительного конденсатора может быть в несколько раз больше емкости конденсаторафильтра, но по габаритам он можетбыть меньше, так как через него непротекает рабочий ток иннертора и реактивная мощность его мала, Поскольку суммарная емкость конденсаторафильтра возрастает н предлагаемомустройстве, величина индуктивностидросселя может быть выбрана многобольше, чем в известных устройствах.Уменьшается шунтирование переменнойсоставляющей сетью и следовательноповышается КПД системы.В момент перехода частоты инвертирования с кратной резонансной нарезонансную включается ключ, разряжающий дополнительный конденсатор,и реактивная энергия, накопленная вдополнительном конденсаторе, переходитв конденсатор фильтра и поэтому устраняется,провал напряжения на конденсаторе фильтра.В случае срыва инвертирования управляющий импульс разряжающего ключаблокируется системой защиты, что предотвращает разряд дополнительногоконденсатора, через тиристоры инвертора.На фиг,1 представлена функциональная электрическая схема предлагаемогсустройства, на фиг.2 - временные диаграммы его работы,УстрОйствО сОстоит из вхОднОгОдросселя 1, фильтрового конденсатора 2, преобразовательных ячеек 3, генератора 4 импульсов управления, генератора 5 импульсов переключения,триггера б, логической схемы НЕ 7,двух встречно-параллельных ключейодносторонней проводимости зарядного8 и разрядного 9, дополнительногоконденсатора 10, логической схемы И 11,датчика 12 срыва, нагрузки 13, формИрователей 14 и 15 импульсон управления ключами, К плюсу источника питания через входной дроссель 1 подключены общей точкой нстречно-параллельные ключи односторонней проводимости зарядного 8 и разрядного 9,фильтровый конденсатор 2, преобразовательная ячейка 3, другой обкладкойконденсатор 2 фильтра подключен к нагрузке 13, другой общей точкой ключи 8 и 9 соединены с обкладкой до полнительного конденсатора 10, который другой обкладкой подключен к минусовому выводу питания преобразовательной ячейки 3, второму выводу нагрузки 13 и минусу источника питания в управляющей цепи выход генератора 5 импульсов переключения подключен к управлякщему входу генератора 4 импульсов управления, далее к логической схеме НЕ 7 и через формирователь 14 к управляющему входу заряд. ного ключа 8 подключен первый вход логической схемы И 11, выход схемы И подключен через формирователь 15 к управляющему входу разрядного ключа 9, выход инвертора подключен к входу датчика 12 срыва, выход датчика 12 срыва подключен к входу триггера б, выход которого подключен к второму входу логической схемы И 11.Устройство работает следующим образом.1Генератор 4 импульсов управления вырабатывает импульсы, частоты инвертирования (диаграмма 16), которые по. ступают на преобразовательные ячейки 3. Генератор 5 импульсов переключения выдает импульсы с установленной скважностью (диаграмма 17) на управляющий вход генератора 4 импульсов управления, меняя его параметры. Высокий потенциал логической "1" на выходе генератора 5 импульсов переключения соответствует частоте инвертирования резонанса, а нулевой потенциал .логического "0" соответствует частоте инвертирования, кратной резонансной. Этими же импульсами генератора 5 осуществляется управление :встречно-параллельными ключами одно сторонней проводимости, по переднему и заднему фронтам импульсов диаграммы 17 формируются импульсы диаграммы 20 и 21 формирователями 14 и 15. В момент перехода частоты инвертирования с резонансной на кратную ейвыход логической схемы НЕ 7 переключается с нулевого потенциала логического "0" на высокий потенциал логической "1" и по переднему фронту импульса (диаграмма 18) формирователем14 формируется управляющий импульс(диаграмма 20, .включаясь, зарядныйключ 8 подключает параллельно филь тровому конденсатору 2 дополнительный конденсатор 10. Напряжение нафильтровом конденсаторе 2 без дополнительного конденсатора 10 показанона диаграмме 19, а с подключением 15 дополнительного конденсатора на диаграмме 22. На первом входе логической схемы И 11 присутствует логический "0", ключ .9 закрыт.В момент перехода с кратной резонансной на резонансную частоту заряд.ный ключ 8 закрыт, на первый входлогической схемы И 11 поступает высокий потенциал логической "1" сгенератора 5 переключения, на второй 25 вход логической схемы И 11 с триггера 6, находящегося в исходном состоя.нии, подается высокий потенциал логической "1". Диаграмма импульсов навыходе логической схемы И 11 повторяет диаграмму 17. Формирователь 15по переднему фронту импульса генератора переключения формирует управляющий импульс (диаграмма 21 дляключа 9. Происходит перераспределение энергии между конденсатором 2фильтра и дополнительным конденсатором 10. Ключ 8 закрыт, так как навыходе логической схемы НЕ 7 присутствует логический "О".В момент срыва моста датчик 12 40 выдает импульс на триггер б, перебрасывая его в другое устойчивое состоя"ние, на втором входе логической схемы И 11 появляется логический "0",который блокирует ее и выключает раз рядный ключ 9, либо логическая схемаИ 11 не допускает его включения..Бобко Реда а ПП "Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Фил 1487/53 Тираж 667 ВНИИПИ Государственно по делам изобретени 113035, Москва, Ж, Подпио комитета СССРи открытийаушская наб Д