Устройство для управления автономным инвертором

1 ОПИСАНИЕ ИЗОБВЕТЕН Ия пц 650204 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 13,05.76 (21) 2359114/24-07с присоединением заявки Ме(45) Дата опубликования описания 28.02.79 Кл, Н 02 Р 13/ Государствениыи коюите СССР о делаю изобретений(71) Заявитель Ю. А. Мордвин учно-исследователь и электромеханики ированных систем автомат 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНЫМ ИНВЕРТОРОМным т руютс стью 6 5 Изобретение относится к области силовой электротехники, решающей проблемы преобразования электрической энергии, и может быть использовано при построении вторичных источников питания для управления автономными инверторами.Известны устройства для управления тиристорными и транзисторными устройствами, выполненные в виде замкнутого регистра сдвига 1, 21.Устройство для управления тиристорными инверторами содержит генератор, подключенный к триггерному распределителю импульсов управления, логический блок совпадения, вход которого подсоединен через блок формирования импульсов к дополнительному задающему генератору.На выходе устройства формируются шесть гальванически развязанных импульсов напряжения, которые используются для управления тиристоров автономных инверторов. Недостатком указанного решения является сложная электрическая схема, низкая надежность и низкий КПД.Устройство для управления тиристорами инвертора содержит генератор импульсов, шесть тиристоров, шесть трансформаторов и шесть транзисторов, включенных цепями управления параллельно тиристорам, а коллекторные цепи подключены к указанов и С, И. Королевский институт автоматикипри Томском институтеуправления и радиоэлектрони рансформаторя импульсыр д0 эл. град.Недостатком данного устройства является сложная электрическая схема, низкая надежность и большая установленная мощность полупроводниковых элементов.Из известных, решений наиболее близким по технической сущности является устройство для управления автономным инвертором 31. Оно выполнено в виде замкнутого регистра сдвига и состоит из подключенных к источнику прямоугольного напряжения формирователей импульсов по числу фаз автономного инвертора, каждый из которых содержит согласующий трансформатор с одной первичной и четырьмя вторичными обмотками, две из которых через диоды включены в цепи управления тиристорами инвертора, и коммутирующие конденсаторы, причем каждый из формироватслей импульсов снабжен двумя встречно- параллельно включенными тиристорами, соединенными последовательно с первичной обмоткой указанного согласующего трансформатора, третья обмотка которого подключена через диод к коммутирующему конденсатору и параллельно ему включенному переходу управляющий электрод - катод одного из тиристоров этого же формирователя импульсов, а четвертая через диод - ко вторичному коммутирующему конденсатору и к параллельно ему включенному переходу управляющий электрод -- катод одного из тиристоров последующего формирователя импульсов. Как видно, в данном устройстве осуществляется преобразование электрической энергии два раза: сначала формируется напряжение прямоугольной формы, затем при помощи тиристоров формирователя осуществляется распределение импульсов управления тиристорным инвертором. Кроме того, прсдлагаемое устройство не может использоваться одновременно и для управления широко распространенным онофазным транзисторным инвертором с длительностью импульсов выходного напряжения 120 элект,рических градусов.Нсдостатком указанного решения является сложная электрическая схема и низкий КПД.Целью настоящего изобретения является упрощение электрической схемы и повышение КПД.Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления автономным инвертором, содержащее задающий генератор, согласующие трансформаторы с одной первичной обмоткой и тиристоры, дополнительно снабжено делителем частоты на три, тремя мостовыми усилителями мощности на четырех стойках, имсющими одну общую стойку, а также формирователем импульсов, причем делитель частоты на три подключен к выходу задающему генератора, первичные обмотки согласующих трансформаторов соединены с выходами мостовых усилителей мощности, в цепи питания двух последних усилителей мощности включены упомянутые тиристоры, управляющие электроды которых соединены с выходами формирователя импульсов, подключенного ко вторичным обмоткам согласующего трансформатора первого усилителя мощности, цепи управления транзисторов общей стойки соединены с выходами делителя частоты, а цепи управления транзисторов других стоек - с выходами задающего генератора.На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства для управления автономным инвертором; на фиг. 2 - диаграммы напряжений,Устройство содержит задающий генератор 1, делитель 2 частоты на три, три мостовых усилителя мощности на транзисторах 3 - 10, выходные трансформаторы 11, 12, 13 усилителей, формирователь 14 импульсов и тиристоры 15, 16.Выходы задающего генератора 1 соединены с делителем 2 частоты на три и с цепями управления транзисторов 5, 6, 7, 8, 9, 10 трех стоек, Выходы делителя частоты подключены к цепям управления транзи 1 О 15 20 25 30 35 4 О 45 50 55 оо 65 сторов 3, 4 общей стойки трех усилителей мощности, а выходы формирователя 14, подключенного к обмоткам трансформатора 11 первого усилителя мощности, соединены с управляющими электродами тиристоров 15, 16, включенными в цепи питания двух последних стоек.Рассмотрим работу устройства для управления автономным инвертором. Задающий генератор 1 (генсратор Ройера) формирует прямоугольные импульсы трехкратной частоты относительно выходной инвертора (фиг, 2 а). Напряжение вторичных обмоток трансформатора задающего генератора поступает на делитель 2 частоты на три и на управление транзисторами 5, 6, 7, 8, 9, 10 стоек трех мостовых усилителей мощности, имеющих одну общую стойку, транзисторы 3, 4 которой управляются с выхода делителя 2 час 1 оты (фиг. 2 б), Импульсы управления на транзисторы 3, 8, 10 и 4, 9, 7 соответственно поступают в фазе. Причем импульсы управления транзисторами 3, 4, 5, 7, 6 подаются так, чтобы импульсы на выходе трансформатора 11 формировались длительностью в полпериода задающего генератора и в момснты времени, соответствующие фиг. 2 в. В цепи питания двух последних стоек включены тиристоры, которые включаются по задним фронтам импульсов, формирующихся на трансформаторе 11 (фиг. 2 г), Импульсы управления на них поступают от формирователя 14, подключенного к выходным обмоткам трансформатора 11, усилителя мощности и представляющего собой, допустим, две дифференцирующие цепочки. Причем выходные импульсы формирователя (фиг. 2 г) одной полярности подаются на управление одним тиристором, а другой полярности - на управле 1 ние другим тиристором. При соблюдении всех этих условий на,выходе трансформатора 12 и 13 формируются двухполярные импульсы напряжения, представленные соответственно на фиг, 2 д, 2 е. Данное устройство может использоваться также для управления транзисторным автономным инвертором, на выходе которого формируется напряжение без третьей и кратной ей гармоник, т. е. с длительностью импульсов напряжения 120 эл, град. (фиг.2 д). Выходные напряжения управления при этом показаны на фиг. 2 ж2 к, где напряжения фиг. 2 ж и фиг, 2 и по длительности равны 2/, полупериода рабочей части инвертора и соответствуют моменту проводимости силовых элементов инвертора, а напряжения фиг. 2 з и фиг. 2 к - /з полупериода рабочей частоты и соответствуют моменту закрытого состояния силовых транзисторов инвертора, Такое состояние импульсов управления инвертора поддерживается при любой регулируемой частоте выходного напряжения преобразователя, причем регулирование частоты осуществ 650204ляется задающим генератором. Напряжения фиг. 2 з и 2 к снимаются с оомоок трансформатора первого усилителя мощности, а напряжения фиг, 2 к и фиг, 2 и соответственно с выхода второго и третьего трансформ аторов. Таким образом, данное устройство отличается простой электрической схемой и высоким КПД за счет того, что преобразование энергии в силовой цепи осуществляется один раз. Кроме того, предлагаемая схема устройства может быть ис,пользована для питания мощных элекгрических агрегатов, связанных между собой общим технологическим процессом. И в этом случае повышение КПД устройства будет особенно ощутимо. Предлагаемая схема устройства, кроме того, может быть использована для управления и транзисторным однофазным инвертором, на выходе которого формируется напряжение без третьей и кратной ей гармоник.Ф ор мула изобретенияУстройство для управления автономным инвентором, содержащее задающий генератор, согласующие трансформаторы с одной первичной обмоткой и тиристоры, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД действия, опо дополнительно снабжено делит"лсм частоты на три, тремя мостовыми усилителями мощности на четырехстойках, имеющими одну общую стойку,5 формирователем импульсов, причем делитель частоты на три подключен к выходузадающего генератора, первичные обмоткисогласующих трансформаторов соединены свыходами мостовых усилителей мощности,10 в цепи питания двух .последних усилителеймощности включены упомянутые тиристоры, управляющие электроды которых соединены с выходами формирователяимпульсов, подключенного ко вторичным обмот 15 кам согласующего трансформатора первого усилителя мощности, цепи управлениятранзисторов обшей стойки соединены свыходами делителя частоты, а цепи управления транзисторов других стоек - с выхо 20 дами задающего генератора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Лвторскос свидетельство СССР218991, кл. Н 02 пт 7/48, 1964.25 2. Лвторское свидетельство СССР20054, кл. Н 02 гп 1/08, 1968.3. Лвторское свидетельство СССР282514, кл. Н 02 Р 13/16, 1969.Техред А. Камышннкова Редактор Б. Герцен Типография, пр, Сапунова, 2 3 2709/15 аказ Изд.158 Тираж 865 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и откр ытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4(5