Инвертор напряжения

нием заявкиисоед осударстееннмй комитет оеета Министрое СССР(23) ПриоритетОпубликовано 15,11.76. Бюллетень42 Дата опубликования описания 18,11.76(71) Заявител 54) ИНВЕРТОР НА ЕНИЯ ристорами на выхо ими выво ами осно Изобретение относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может найти применение в инверторах и преобразователях частоты с улучшенным гармоническим составом выходного напряжения.Известен инвертор напряжения, содержащий трансформатор с секционированной основной обмоткой, все выводы которой, кроме среднего, через тиристоры соединены с одним из зажимов источника постоянного тока, другой зажим которого подключен к среднему выводу обмотки, и коммутационные 1 С-цепочки 11. В таком инверторе для улучшения гармонического состава его выходного напряжения осуществляют переключение выводов обмотки трансформатора при помощи тиристоров, в результате чего получают ступенчатую форму выходного напряжения. Однако при работе инвертора на активно-индуктивную нагрузку для получения ступенчатой кривой выходного напряжения требуется включение обратных тиристоров параллельно основному, что усложняет схему инвертора в целом.Для упрощения схемы путем уменьшения общего количества тиристоров при работе инвертора на активно-индуктивную нагрузку в предлагаемом инверторе трансформатор снабжен дополнительной секционировапной обмоткой, средний вывод которой непосредственно подключен к первому зажиму источника постоянного тока, а все остальные ее выводы через диодные мосты с ти де связаны с соответствующ д вной обмотки.На фиг. 1 дана принципиальная схема опи сываемого инвертора; на фиг. 2 - кривые тока(1) и напряжения (У) на активно-индуктивной нагрузке.Инвертор содержит трансформатор с секциями 1 - 4 основной обмотки и 5 - 8 дополни тельной обмотки, нагрузку 9, источник 10 постоянного тока, диодные мосты 11 - 14, тиристоры 15 - 18 и коммутирующие 1.С-цепочки 19 - 24.Инвертор работает следующим образом.15 Пусть в начальный момент времени включен тиристор 16 и ток первичной обмотки протекает по цепи: плюс источника 10 постоянного тока - секции 2 и 1 основной обмотки трансформатора - диод катодной группы мо ста 12 - тиристор 16 - диод анодной группымоста 12 - секции 5 и 6 дополш 1 тельной обмотки трансформатора - минус псточншса 10 постоянного тока (знаки э.д.с. секций основной и дополнительной обмоток и полярности 25 конденсаторов для этого интервала временипоказаны на фиг, 1 без скобок), Форма напряжения и тока нагрузки на этом интервале представлена на фиг. 2 (промежуток времени О - 1)30 Величина напряжения на нагрузке на этоминтервале времени определяется соотноше3нием витков вторичной обмотки и суммой витков секций 1, 2 и 5, 6 обмоток трансформатора и может быть выбрана произвольной, а форма тока и угол опережения Д зависит от соз нагрузки 9.В момент времени 1 подают управляющий импульс на тиристор 15 и он открывается, При этом суммой напряжений конденсаторов цепочек 19 и 22 тиристор 16 выключается и ток первичной обмотки начинает протекать по цепи: плюс источника постоянного тока, секция 2 основной обмотки в ди катодной группы моста 11 - тиристор 15 в ди анодной группы моста 11 - секция 6 дополнительной обмотки - минус источника постоянного тока. Одновременно начинается перезаряд конденсатора цепочки 22 по цепи: диод анодной группы моста 12 - секция 1 основной обмотки - диод катодной группы моста 11 - тиристор 15 и конденсатора цепочки 19 по цепи: тиристор 15 в ди анодной группы моста 11 - секция 5 дополнительной обмотки в ди катодной группы моста 12 до величины, превышающей напряжение секций 1 и 5 основной и дополнительной обмоток трансформатора (знак заряда показан в скобках),На интервале времени 1 - 1 напряжение на нагрузке определяется уже соотношением витков между вторичной обмоткой и секциями 2 и 6 основной и дополнительной обмоток трансформатора (напряжение тока в секциях 2 и 6 этих обмоток, а также полярность заряда конденсаторов цепочек 23, 24, 20 и 21 остаются неизменными).В момент времени 1 подают управляющий импульс на тиристор 16 и он открывается, а суммой напряжений конденсаторов цепочек 22 и 19 закрывается тиристор 15 и схема возвращается в первоначальное состояние. При этом переразряд конденсатора цепочки 22 происходит по цепи: диод анодной группы моста 11 - секция 5 дополнительной обмотки в ди катодной группы моста 12 - тиристор 16, а конденсатора цепочки 19 - по цепи: тиристор 16 в ди анодной группы моста 12 в секц 1 основной обмотки в ди катодной группы моста 11. Напряжение на нагрузке вновь определяется соотношением витков между вторичной обмоткой и суммой витков секций 1, 2 и 5, 6 основной и дополнительной обмотоктрансформатора.Для формирования отрицательной полуволны выходного напряжения инвертора в момент времени 1 з (см. фиг. 2) открывают тиристор 18, При этом суммой напряжений конденсаторов цепочек 22, 19, 23, 20, 24 и 21 тиристор 16 включается. Поскольку направление тока в индуктивности нагрузки остается прежним, направление тока в основной и дополнительной обмотках также не меняется. При этом ток этих обмоток, протекая по цепи: минус источника питания - секции 7 и 8 дополнительной обмотки в ди катодной группы моста 14 - тиристор 18 в ди анодной группы моста 14 в секц 4 и 3 основной обмотки, направлен 5 ю 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 60 65 4навстречу напряжсшпо источника питания (интервал времени, сооответствующий углу р) . В результате энергия, накопленная в индуктивности, передается в источник 10 питания постоянного тока. В момент времени 14, когда ток нагрузки меняет знак, ток основной и дополнительной обмоток также изменяет направление и начинает протекать по цепи: плюс источника питания - секции 3 и 4 основной обмотки в ди анодной группы моста 14 - тиристор 18 в ди катодной группы моста 14 - секции 8 и 7 дополнительной обмотки в мин источника питания.Одновременно с отключением тиристора 18 начинается перезаряд конденсаторов цепочек 22 - 24 по цепи: диод анодной группы моста 12 - секции 5 - 8 дополнительной обмотки - диод катодной группы моста 14 - тиристор 18, а конденсаторов цепочек 19 - 21 по цепи: тиристор 18 в ди анодной группы моста 14 - секции 4 - 1 основной обмотки в ди катодной группы тиристоров моста 12, При этом конденсаторы цепочек 22 и 19 заряжаются до величины, превышающей напряжение секций 1 и 5, конденсаторы цепочек 23 и 20 - до величины, превышающей значения суммарного напряжения секций 2, 3, и 6, 7, а конденсаторы цепочек 24 и 21 - до величины, превышающей значения напряжений секций 4 и 8 (знак заряда конденсаторов для этого интервала времени показан в скобках),В результате такого переключения напряжение на нагрузке скачком изменяет полярность, оставаясь неизменным по абсолютной величине.При подаче в момент времени 1 (см. фиг. 2) импульса на управляющий электрод тиристора 17 последний открывается, а тиристор 18 суммарным напряжением конденсаторов цепочек 24 и 21 закрывается. При этом процессы, происходящие в схеме, аналогичны процессам, происходящим в схеме при переключении тока основной и дополнительной обмоток из цепи тиристора 16 в цепь тиристора 15.Формула изобретенияИнвертор напряжения, содержащий трансформатор с секционированной основной обмоткой, все выводы которой, кроме среднего, через тиристоры связаны с одним из зажимов источника постоянного тока, другой зажим которого подключен к среднему выводу обмотки, и коммутационные ЛС-цепочки, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения схемы, трансформатор снабжен дополнительной секционированной обмоткой, средний вывод которой непосредственно соединен с первым зажимом источника, а все остальные ее выводы через диодные мосты с тиристорами на выходе связаны с соответствующими выводами основной обмотки,Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:1. Б. Бедфорд и Р. Хофт Теория автономных инверторов, изд. Энергия М., 1969,оставитель Д. фуфлыгиТехред А. Камышников рект Заказ 2367/10 Изд. Мо 1747 дарственного ком по делам изобрете035, Москва, Ж,ИИПИ Росу пография, пр. Сапунова,едактор А. Пеисоченко Тираж 882ета Совета Министров СССРий и открытийаушскгя наб., д. 415 елева исное