Автономный инвертор напряжения

(57) Использование: в преобразовательной технике, Сущность изобретения; устр-во содержит мост на тиристорах (1 - 4), управляющие электроды которых через элементы гальванической развязки (22 - 25) соединены с формирователями импульсов (18, 20). В цепь диода(14) и конденсатора (27) включен импульсный тр-т тока (26), соединенный с распределителем импульсов (19). Частота формируемых инвертором колебаний может изменяться плавно от значения, близкого к О, до нескольких кГц регулированием частоты повторения тактовых импульсов без изменения параметров коммутирующей 1 С-цепи. 2 ил. ого же а- зЬ 3 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРИ. 143888, кл, Н 02 М 7/515, 1965.Авторское свидетельство СССРВ 172394, кл. Н 02 М 7/515, 1965,Авторское свидетельство СССРМ 474084, Н 02 М 3/315, 1971,Бирзниекс Л.В. Импульсные презователи постоянного тока, М.: Зне1974, с, 255.Авторское свидетельство СССРМ 851696, кл. Н 02 М 7/515, 1981.ЛУ 1 Р 2НОМНЫЙ ИНВЕРТОР НАПредлагаемоеизобретениеотносится калек-4, Отпирание тиристоров 1-4 обеспечиватротехнике, в частности к силовым устройствам. ет шунтирование первичной обмотки трансЦелью предлагаемого изобретения яв- форматора 15 и коммутирирующей .С-цепи ляется снижение стоимости оборудования и. 9, 10, При этом через коммутирующуюС- потерь энергии в режиме холостого хода, 5 цепь и вентили 1-4 и 5, 8 протекает короткийНа фиг. 1 приведена принципиальная импульс тока 3 синусоидальной формы.схема предлагаемого инвертора напряже- В момент времени 12 ток коммутируания на фиг. 2 даны временные диаграммы щей ЕС-цепи 1 меняет свое направление и напряжений и токов инвертора, иллюстри- переходит в цепь диодов 5, 6 и 7, 8, При этом рующие его работу. 10 на тиристорах 1 - 4 создается обратное наАвтономный инвертор напряжения со- пряжение, они выключаются и восстанавлидержит мост на тиристорах 1-4 и диодах вают свои запирающие свойства.5-8, подключенных встречно-параллельно В момент времени тз ток коммутируютиристорам, коммутирующуюС-цепь, в со- щей С-цепи снова меняет свое направлестав которой входят реактор 9 и конденса ние и благодаря наличию остаточных тор 10, сглаживающий дроссель 11, носителей зарядов в кремниевых переходах дополнительный дроссель 12, диоды 13, 14,диодов протекает в обратном направлении, выходной трансформатор 15, конденсатОр В момент времени И происходит выклюфильтра 16, блок управления, включающий чение диодов 5, 6, и 7, 8, и на тиристорах 1-4генератор тактовых импульсов 17, первый 20 восстанавливается прямое напряжение 0.формирователь импульсов тока 18, распре- Короткий импульс тока 2 коммутирующей делитель импульсов тока 19 и второй форми-С-цепи переходит в цепь диода 14, конденрователь импульсов тока 20. Вход сатора 27 и импульсного трансформатора распределителя импульсов. тока зашунтиро-. 26, В. результате этого на вторичной обмотке ван резистором 21.. 25 трансформатора 26 наводится короткий имУправляющиеэлектродысинфазнойпа- пульс напряжения, который поступает в ры тиристоров инвертора 1, 2 через элемен- цепь входа распределителя импульсов тока ты гальванической развязки 22, 23 связаны 19. При этом второй формирователь импульс первым выходом второго формирователя сов 20 обеспечивает формирование коротимпульсов тока 20, а синфазн ых тиристоров 30 кого импульса тока 1 у 1 на первом выходе, 3,4 через элементыгальванической развяз- поступающего во входные цепи элементов ки 24, 25 - со вторым выходом второго фор- гальванической развязки 22, 23, При этом в мирователя импульсов тока. Кроме этого цепи управляющих электродов тиристоров управляющие переходы всех тиристоров 1, 2 появляются импульсы тока, обеспечиеаинвертора 1 - 4 через упомянутые элементы 35 ющие их отпирание и подключение первичгальванической развязки 22-25 соединены ной обмотки выходного трансформатора 15 с выходом первого формирователя импуль- к конденсатору 10 через реактор 9 и конденсовтока 18, вход которогосоединен свыхо- . сатору фильтра 14 через сглаживающий . дом генератора тактовых импульсов 17 дроссель 11. С этого момента через тиристоВход распределителя импульсов 19 че ры 1, 2 протекает нагрузо,ная составляюрез импульсный трансформатор тока 26 щая тока, на тиристорэх 3, 4 и диодах 7, 8 подключен в цепь последовательно соеди- имеется напряжение 01, а на выходе появненных диода 14 и конденсатора 27. При ляется импульс напряжения ц,этом между точками соединения конденса- В момент времени 15 при срабатываниитора 27 и диода 14 и конденсатора фильтра 45 генератора тактовых импульсов 17 на вход 16 и сглаживающего дросселя 11 включен первого формирователя 18 снова поступает резистор 28. короткий импульс тока О. При этом импульс. В исходном состоянии тиристоры моста токао 1, протекая через входные цепи всех1-4 выключены, конденсаторы 10, 16 и 27 элементов гальванической развязки 22-25, заряжены до напряжения, равного напря обеспечиваетотпираниетиристоров 3,4(тижению источника питания. ристоры 1, 2 к этому моменту времени нахоВ момент времени 11(фиг. 2) генератор дились в .открытом состоянии) и тактовых импульсов 17 блока управления шунтирование цепи входа моста, В резульформируеткороткий импульс тока о, кото- тате этого через силовые вентили инвертора рый поступает на вход первого формирова прОтекает результирующий ток нагрузки и теля импульсов 18" и протекает через коммутирующей С-цепи 9,10.входные цепи всех четырех элементов галь- . В момент времени тв ток через вентц,1 и ванической развязки 22-25, При этом созда- меняет направление и переходит с т .ристоются импульсы тока, которые поступают в .ров 1 - 4 в цепь диодов 5-8. При агом тири- цепи управляющих электродов тиристоров сторы 1 - 4 выключаются и во времяпротекания тока через диоды происходит Ф о р м у л а и з о б р е т е н и явосстановление их запирающих свойств. Автономный инвертор напряжения, соВ момент времени т 7 ток 1 через диоды . держащий мост на тиристорах со встречно 5 - 8 подходит к нулю. Однако наличие оста-параллельно соединенными диодами, вточных носителей зарядов в кремниевых 5 диагональ переменного тока которого вклюструктурах диодов обуславливает их откры- чена первичная обмотка выходного транс-.тое состояние и с этого момента времени форматора, подключенный к входнымток 1 к протекает в обратном направлении, выводам конденсатор фильтра, последоваВ момент времени тв происходит вы- тельную коммутирующую .С-цепочку, кон ключение диодов и импульс обратноготока 10 денсэтор и два диода, а также блок12 снова переходит в цепь диода 14, конден- управления, состоящий из последовательносатора 27 и протекает через первичную об- соединенных генератора тактовых импульмотку импульсного трансформатора тока сов и первого формирователя импульсов,26. При этом на вторичной обмотке импуль- о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюсного трансформатора наводится импульс 15 снижения стоимости оборудования и потерьнапряжения положительной полярности, . энергии в режиме холостого хода, он снабкоторый поступает нэ вход распределителя жен сглаживающим дросселем, через кото. 19. В результате этого обеспечивается фор- рый мост нэ тиристорах подключен кмирование импульса тока А на втором вы- входным выводам, дополнительным дроссеф ходе формирователя 20, поступающего во 20 лем, щунтирующим совместно с одним извходные цепи элементов гальванической диодов, включенным во встречном направразвязки 24,25. При этом отпираются тири- лении, сглаживающий дроссель, четырьмясторы 3, 4 и первичная обмотка трансфор- элементами гальванической развязки, двуматора 15 подключается к конденсатору 10 мя резисторами, импульсным трансформачерез реактор 9 и конденсатору фильтра 14 25 тором и последовательно соединеннымичерез сглаживающийдроссель 11 со сменой распределителем импульсов тока и вторымполярности напряжения на ее выводах иформирователем импульсов, каждый извторичной обмотке. двух выходов которого через элементы гальВ дальнейшем при срабатывании гене- ванической развязки соединен с упрэвляюратора тактовых импульсов 17 электромаг щими электродами соответствующейнитные процессы в инверторе будут сийфазнойпарытиристоров,причемупрэв-,повторяться. ляющие электроды всех тиристоров черезТаким образом, при работе предлагае- элементы гальванической развязки соедимого инвертора напряжения обеспечивает- нены с выходом первого формирователя имся преобразование постоянного 35 пульсов, коммутирующая .С-цепьнапряжения в переменноеформой, близкой подключена параллельно мосту и,паралк прямоугольной, и частотой, в 2 раза мень- лелейно цепи из пОследовательно соединенщей частоты импульсов нэ выходе генерато- нюх другого диода, конденсатора ира тактовых импульсов; При этом следует импульсного трансформатора, выходомиметь в виду, что частота формируемых ин подключенного к первому резистору и к вховертором колебаний может изменяться дураспределителяимпульсов,причем Меж-плавноотзначения, близкогоО,до несколь- ду точками соединения конденсатора ских кГц регулированием частоты повторе- . упомянутымдругимдиодом и койденсаторания тактовых импульсов без изменения фильтра сосглэживэющимдросселем вклюпараметров коммутирующей С-цепи. 45 чен второй резистор,Составитель Л.КощеевТехред М.Моргентал Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5