Самовозбуждающий инвертор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) И 4 Н 02 М 75 СССР1973.ССР978.оматикенева.1978,вод 78 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к электртехнике и может использоваться всистемах электроснабжения. Цельизобретения - улучшение массогабаритных показателей. Устройство содежит трансформатор (Т) 3 со средней точкой, управляемые тиристоры б и 7, коммутирующий конденсатор 8. Т 3 содержит основной сердечник (С17 и управляющий сердечник 18, две первичные рабочие полуобмотки 4 и 5 и выходная 19 намотаны на С 17 и 18, а управляющие обмотки 13 и 14 на С 18. Плоский управляющий С 18 размещается на С 17 таким образом, чтобы средние длины их совпадали, при этом материал сердечника имеет прямоугольную петлю гистерезиса. Указан" ное выполнение магнитопровода обеспечивает,снижение выброса тока ключа при переключении. Введение дросс селя 2 и подключение управляющих об- э моток к отрицательному входному выводу позволяет уменьшить массу и габариты устройства за счет обеспечения глубокого насыщения магнитопроа, 1 з.п.ф-лы, 4 ил.12413Изобретение относится к электротехнике,а именно к.преобразовательнои технике, и может использоваться в системах электроснабженияЦель изобретения - улучшение массогабаритных показателей устройства путем обеспечения глубокого насыщения основного магнитопровода и повышение надежности путем снижения выброса тока ключей при переключе нии.На фиг. 1 изображена электрическая схема инвертора; на фиг. 2 - размещение плоского управляющего сердечника с двумя управляющими обмотками 15 на сердечнике трансформатораф на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2, на фиг. 4 - диаграммы процесса перемаг,ничивания основного и управляющего сердечников, где В - индукция в ма териале сердечника, Н - напряженность магнитного поля.Инвертор (фиг. 1) состоитиз источника 1 входного напряжения, полюс которого соединен через сглаживающий 25 дроссель 2 со средней точкой трансформатора 3, к первичным полуобмоткам 4 и 5 последнего подключены аноды управляемых тиристоров 6 и 7, параллельно которым подключен коммути рующий конденсатор 8. К управляющим электродам тиристоров 6 и 7 подключены цепи управления выработки отпирающих импульсов, включающие в себя диоды 9 и 10 и резисторы 11 и 12. Диод 9 соединен с резистором 12, причем диоды 9 и 10 соединены с одними концами обмоток 13 и 14, другие концы которых имеют общую точку с катодами управляемых тиристоров 6 и 7 40 и подключены к минусу источника 1 питания. В цепь управления тиристора 6 включена КС цепь начального возбуждения на конденсаторе 15 и резисторе 16.45Выходной трансформатор 3 содержит основной сердечник 17 и управляющийсердечник 18 (фиг.2),две первичныерабочие полуобмотки 4 и 5, одну выходную обмотку 19, две управляющие обмот ки 13 и 14.Принципиально важно, чтобы обасердечника имели прямоугольную петлю гистерезиса (фиг. 3), а петля гистерезиса управляющего сердечника 18 55 выбирается из условияН, 2 Нс 82 2где Н - коэрцитивная сила управляютщего сердечника 18;Н - коэрцитивная сила основногосердечника 17,11 асса и габариты плоского управляющего сердечника 18 незначительны посравнению с массами и габаритами сердечника 17.Обмотки 4, 5 и 19 наматываются насердечники 17 и 18 (фиг. 2), а обмотки 13 и 14 - только на сердечник 18,Плоский управляющий сердечник 18размещается на рабочем сердечнике17 так, чтобы средние длины их совпадали, т.е. р (Эгде 1,. - средняя длина окружностисердечника 17;1, - средняя длина окружностисердечника 18,Устройство работает следующим образом.При подаче питания Б от источника1 вхоцного напряжения (фиг. 2) цепьначального возбуждения на элементах15 и 16 открывает тиристор 6, ванодной цепи которого начинает протекатьток. С целью устойчивой работы инвертора в заданном диапазоне частот, атакже устранения пульсаций входноготока предусмотрен сглаживающий дроссель 2. Анодный ток тиристора 6 определяется током заряда коммутирующегоконденсатора и током первичной полуобмотки 4 выходного трансформатора 3.Вследствие явления взаимоиндукции при прохождении тока в полуобмотке 4 трансформатора 3 в другой полуобмотке 5 возникает равная по величине ЭДС, Коммутирующий конденсатор 8оказывается заряженным до двойногонапряжения источника 1 питания,При одинаковой длине сердечников17 и 18 (фиг. 2) напряженности магнитного поля последних всегда будутравны друг другу, так как первичнаяобмотка у них общая. При перемагничивании основного сердечника 17 участок 20-21 на фиг. 4) напряженностьего магнитного поля практически неменяется, поэтому управляющий сердечник 18 не перемагничивается и ЭДСв обмотках 13 и 14 близка к нулю.Таким образом, противоЭДС в обмотках 13 и 14 формируется толькоза счет перемагничиванияосновногосердечника 17 и соответственно при 1241382ложенное напряжение трансформируется только в обмотки, намотанные на основном сердечнике 17.После насыщения основного сердечника 17 (точки 21 -23 на фиг. 4) на пряженность магнитного поля резко возрастает вследствие резко возрастающего тока, намагничивания и достигает точки 22 (фиг. 4) управляющего сердечника 18, который начинает пе ремагничиваться, и противоЭДС в рабочей, обмотке формируется теперь за счет перемагничивания управляющего сердечника 18, а соответственно приложенное напряжение Б трансформи руется только в обмотках, намотанных на управляющем сердечнике 18. На участке 22 -23 (фиг. 4) ЭДС управляющей обмотки 14 равнаиУги. фгде 1 - ЭДС управляющей обмотки 14;Ю- количество витков управляю 1щей обмотки 14; 2.И - общее количество витков первичной обмоткиПоявившаяся ЭДС открывает закрытый тиристор 7, и весь процесс повторяется. 3( 20 Коммутирующий конденсатор 8 через тиристор 7 оказывается подключенным к источнику 1 питания с обратной полярностью и начинает перезаряжаться через первичные полуобмотки 4 и 5 трансформатора 3, приобретая противоположную полярность (на фиг. 1 указана в скобках). В результате во вторичной обмотке 19 наводится переменная ЭДС. 35 40 Время перемагничивания управляющего сердечника 18 определяется временем перехлючения тиристоров 6 или 45 7 и поэтому его сечение должно быть достаточным по этому условию.Кремниевые диоды 9 и 10 закрывают небольшое управляющее напряжение, появляющееся при перемагничивании рабочего сердечника 17 в обмотках 13 или 4, а резисторы 11 и 12 ограничивают величину тока открывающего импульсаФормула изобретения1, Самовоэбуждающийся инверторсодержащий два силовых ключа, соединенных одними силовыми выводами спервым входным выводом, адругими силовыми выводами скрайними выводами первичной обмоткитрансформатора, имеющего основной иуправляющий сердечники и выходнуюобмотку, управляющий вывод каждогосилового ключа через ограничивающийрезистор и диод соединен с выводомуправляющей обмотки, расположеннойна управляющем сердечнике, коммутирующий и запускающий конденсаторы ирезистор, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей путем обеспечения глубокого насыщения основногомагнитопровода, введен дроссель,включенный между вторым входным выводом и. средним выводом первичной обмотки, к крайним выводам которой подключен коммутирующий конденсатор, азапускающий конденсатор и резисторсоединены последовательно и включенымежду вторым входным выводом и управляющим выводом одного из ключей,причем свободные выводы управляющихобмоток соединены с первым входнымвыводом,2. Инвертор по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем снижения выброса тока ключа при переключении,основной и управляющий сердечникивыполнены иэ материала, имеющего прямоугольную петлю гистерезиса, имеютодинаковую среднюю длину силовой линии, коэрцитивная сила управляющегосердечника не менее, чем в два разабольше основного, а время насыщения,управляющего сердечника не меньшевремени коммутации ключей.