Однофазный инвертор

,801325649 А 1 539 114 Н 0 ИЕ ИЗОБРЕ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИС ЕНИ К АВТО ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания и электро- привода для преобразования постоянного напряжения в переменное синусоидальной формы посредством инверторов. Цель - упрощение и повышениеКПД. Инвертор содержит основные 4 и 5и дополнительные 8 и 9 модулирующиеключи, на которые подаются широтномодулированные по синусоидальномузакону сигналы с блока 17 управления.Введение вторых основного 5 и дополнительного 9 модулирующих ключей,зашунтнрованных возвратными диодами,позволяет получить неискаженное синусоидальное выходное напряжениепри нагрузке с любым коэффициентоммощности. 2 ил.13Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов системах электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение синусоидальной формы посредством инверторов.Цель изобретения - повышение КПДпутем уменьшения общего числа силовых ключей,На фиг.1 показана принципиальнаясхема инвертора; на Фиг.2 - диаграммы токов и напряжений.Инвертор (Фиг.1) содержит силовойтрансформатор 1 с первой и второйпервичной 2 и вторичной Э обмотками,Первичная обмотка 2 через первый ивторой основные модулирующие ключи,выполненные на транзисторах 4 и 5,соединена с входными, выводами б и 7,а вторичная обмотка 3 через встречнопоследовательно соединеепеые дополнительные модулирующие ключи выполненные на транзисторах 8 и 9, соединенас выходными выводами инвертора 10и 11, между которыми включен Фильтрующий конденсатор 12,Транзисторы 4,5,8 и 9 шунтированывозвратными, диодами 13"16 соответственно, Входные цепи транзисторов соединены с выходами блока 17 управления, диаграмма выходных сигналов .которого показана на фиг,2, На входблока 17 может быть подан сигнал,снимаемый с датчика 18 тока нагрузки.Инвертор работает следующим образом.Имеющиеся в блоке 17 задающийгенератор и модулятор ширины импуль+сов вырабатывают импульсы несущейчастоты, превышающей в несколько десятков или сотен раз выходную частотуинвертора. Ширина этих импульсов Српромодулирована по почти синусо.идальному закону с частотой, равнойвыходной частоте инвертора. При этоммаксимальная относительная длительность импульса= й /Т (Фиг.2),где Тр - период несущей частоты, непревышает значение 0,5, Указанныеосновные импульсы посредством распределителя, имеющегося в блоке 17,подаются на транзистор 4 (5 ) на интервале углов от ц до 7 , когда токчагрузки 1 проходиТ в прямом направлении (Фиг.2). Угол ц является угломсдвига Фаз между током и напряжениемратном режиме,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 нагрузки, В блоке 17 формируетсч также дополнительные импульсы с длителькостью ярд = (1- 7)Т , котоРые подаются на транзистор 8 в интервале углов от 7 до Г +и на транзистор 9 в интервале углов от 0 до у . На интервале углов от м + у до 2 ф и углов от у до 7 постоянно открыты транзисторы 9 и 8 соответственно. Иомееет перехода тока нагрузки через нуль ( точ" ка е(на Фиг,2 ) может быть зафиксирован, например, посредством датчика 18 тока и по его команде переключается указанный распределитель импуль-" сов.При рассмотренном алгоритме управления транзисторами инверторов схема работает как обратимый трансформаторный преобразователь постоянного напряжения, работающий на повышенной частоте, коэффициент передачи по напряжению которого изменяется по синусоидальному закону с периодом выходной частоты, Трансформатор 1 выполнен либо с зазором, либо на сердеч" нике с невысокой проницательностью (мопермаллой, перминвар, феррит и т.п.),.и поэтому выполняет одновремен" но Функции накопительного дросселя. На интервале прохождения тока нагрузки в прямом направлении (от у до р) при открытом транзисторе 4 (интервал, йр ) в трансформаторе 1 накапливается энергия, диод 1 б при этом закрыт, и нагрузка питается током разряда конденсатора 12), а при закрытом транзисторе 4 (интервал Тр -р ) трансформатор 1 отдает накопленную энергию в нагрузку через диод 1 б и транзистор 8. На интервале прохождения тока нагрузки в инверсном направлении (от 0 до ц ) при открытом транзисторе 9 (интервал йр )ИД происходит накапливание энергии в трансформаторе 1 со стороны обмотки 3 а при закрытом транзисторе 9 (интервал Т - ср = С о) накопленнаяроэнергия отдается в источник питания (ток обмотки 2 проходит через диод 13). При этом инвертор работает в обДиаграмма интервалов проводимости диодов 15 и 16 совпадает с аналогичной диаграммой проводимости транзисторов 8 и 9 соответственно (фиг.2) Ток диодов 13 (14) показан на диаграмме тека нагрузки (х на Фиг,2:),з 1 ЗКак видно из диаграммы напряжения на обмотках трансформатора 1на фиг,2) сердечник трансформатора перемагничивается на высокой частоте Г-"1/Т, но.подмагничивается током нагрузки выходной частоты, При использовании частот порядка 20-100 кГц и ферритовых сердечников масса и габариты трансформатора 1 могут быть . уменьшены в 5-10 раэ по сравнению с трансформатором на выходную частоту 400 Гц. Фильтр, формирующий синусоидальное выходное напряжение, состоит только из конденсатора 12, работающего на высокой частоте и поэтому имеющего малую массу,Транзисторы 8 и 9 включены встречно-параллельно через диоды 16 и 15 соответственно.Величина выходного напряжения регу- лируется изменением коэффициента заполненияФормула изобретения Однофаэный инвертор, содержащий первый шуитированный возвратным диодом основной модулирующий ключ, соединяющий первую первичную обмотку силового трансформатора с входными выводами, встречно-последовательно соединенные первый дополнительный модулирующий и вспомогательные ключи, эашунтированные возвратными диодами, включенные в цепь соединения перво 25649 4го вывода вторичной обмотки силовоготрансформатора с первым выходнымвыводом, фильтрующий конденсатор иблок управления с генератором импульсов, широтно-модулированных по синусоидальной функции выходной частотыинвертора, прямой и инверсный выходы которого связаны с управляющимивыходами соответственно выходного и.,. дополнительного модулирующих ключей,о т л и ч а ю щ и й с.я тем, чтос целью повышения КПД, введен второйшунтированный возвратным диодом основной модулирующий ключ, соединяющий введенную вторую первичную обмотку еилового трансформатора с входными выводами, упомянутый вспомогательный ключ использован в качестве второго дополнительного модулирующего ключа, в блок управления введенузел распределения указанных широтно-модулированных импульсов по полупериодам выходной частоты, причем 2 Б первые прямой и инверсный выходыэтого узла соединены с соответствующими управляющими входами первых основного и дополнительного модулированных ключей, а вторые прямой иинверсный выходы этого узла соединены с соответствующими управляющимивходами вторых основного и дополнительного модулирующнх ключей, афильтрующий конденсатор подсоединен 35к выходным выводам, вторым иэ которых является второй вывод вторичной1325649 Составитель Т.Ершо Техред Л.Сердюкова Редактор Г.Гербер Пата Корре Заказ 3122 5 Подписноеета СССР 3 Тираж 659 ВНИИПИ Государственно по делам изобретени 113035, Москва, Ж, Рау