Способ получения заданной формы кривой выходного напряжения инвертора

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских СоциалистическихРЕСпУблИК оч 788311 Ф М(22) Заявлено 0610.70 (21) 1524949/24-07с присоединением заявки Йо 1524950/24-07(51)М. Кл. Н 02 М 7/537Н 02 М 1/12 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАДАННОЙ ФОРМЫ КРИВОЙ ВЫХОДНОГО НАПРЯГ(ЕНИЯ ИНВЕРТОРАИзобретение относится к преобразовательной технике, в частности к иннерторам, используемым в качестве вторичных источников питания систем автоматики и электропривода, преобразующим постоянное напряжение в переменное напряжение с формой, близкой к синусоидальной.Для получения многоступенчатой формы выходного напряжения инверторы выполняют в виде нескольких инверторных ячеек, выходные напряжения которых суммируют.Известен способ формирования напряжения, при котором на выходе ука эанных ячеек формируют прямоугольные напряжения, а сигналы управления ячейками взаимосдвигают по Фазе.В таком инверторе ячейки имеют выходные трансформаторы, установлен ная мощность которых превышает мощность нагрузки. Кроме того, количество ячеек при таком способе формирования достаточно велико, например для получения трехступенчатой формы тре буется десть ячеек, а для шестиступенчатой формы - двенадцать ячеек 11 и Р 1Известен также способ формирования многоступенчатого напряжения на 30 выходе инвертора, состоящего из нескольких инверторных ячеек, при котором на выходе каждой ячейки формируют прямоугольное напряжение с паузами на нуле различной длительности 31.По отношению к известным способам при этом уменьшается установленная мощность трансформаторов и ключей ячеек, так как исключается встречное включение выходов ячеек и возникающая при этом бесполезная возвратная передача энергии из цепи нагрузки в источник питания. Однако так же, как и в предыдущем случае, количество ячеек велико, что увеличивает массу и снижает КПД инвертора.Цель изобретения - снижение массо-габаритных показателей и повышение КПД.Цель достигается тем, что для получения заданной формы кривой выходного напряжения инвертора, симметричной относительно середины полупериода, при котором на выходе основной и К дополнительных инверторных ячеек формируют двухполярные симметричные относительно середины полупе риода прямоугольные импульсы с паузой на нуле с каждой стороны полуискажений 1 бВ и содержит высшие гармоники только с порядковым номерома = 12 п1, где и = 1,2,3, , и т.д.Аналогичным путем может быть выполнен инвертор с любым числом ступеней в Форме выходного напряжения, Например, на Фиг. 2 показан инвертор сшестиступенчатой формой Он, содержащий основную мостовую инверторнуюячейку на ключах 9-12 и три дополнительных полумостовых инверторных ячеек на ключах 13-18,на выходе которыхвключены трансформаторы 19-21. Распределение импульсов управления, подаваемых на ключи инвертора, выполнено таким образом, чтобы на вторич 15 ных обмотках трансформаторов 19-21формировались напряжения О , Отт и О,показанные ца Фиг, 26, На выходе инвертора Формируется шестиступенчатоенапряжеци 1 Л - О(51-л - 2. - ъ20 (Фиг, .,6), имеющее коэффициент искажений 7,5 гт содержащее высшиегармоцики только с порядковым номером 51 = 21(т, - 1, где и = 1,2,3 и+т,д., т,е. с цаинизшей 25-ой гармоникой,имущество предлагаемого спо.соба состоит в уменьшении количествадополнительных ячеек, а именно: дляформирования трехступенчатой кривой(Фиг, 1,13) при известном способе тре 30 буется две дополнительные ячейки, апри предлагаемом способе одна; дляФормирования шестиступенчатой кривой(Фиг. 2,6) требуется соответственнопять и три дополнительных ячейки.35 если уроттзць выходного напряженияпозволяет выполцить основную ячейкубестрансформаторцойт как показано нафиг, 1 а и ца Фиг. 2 а, то при предлагаемом способе уменьшается расчетнаямощность выходных трансформаторов дополнит(льных ячеек по отношению к известным способам в 2 -5 раз. Это видноиз Фцг, 16 и Фиг. 26 при сопоставлении заштрихованной (проходящей черезтрансформаторы) и незаштрихованной(бестрацсформаторной) площади кривойВЫХОДНО 1;О НаПРЯжЕНИЯ,Вследствие указаццых преимуществуменьшается масса и габариты инвертора и г 1 О 111;шается 1(ПД.5 ООормула изобретения Дацгть 1 способ цозвотЯет Уменьшитьколичество ячеек г 1 о Отцошеци 1 о к известному способу за счет многократного на протяжении полупериоца участия выходного напряжения кажцой доПОЛт 1 ИТЕЛйЦОЙ ЯЧЕЙКИ Б СООР 1 ЛИРО 1 атт ИИВЫХОЦНОГО ННПРЯСР 11151 ИННтз(тттаЕтРМСаМЬтМ С 11 ижаЕТ Я Масса тЛ ГабаРИтю Иповышается КП( ицвертора.Оа 6111., 1 (а, б) показана схема,реат 1 изу ост 1 ьля преютага 5 зглыгл сгсособ прифтЗРМЛР(На 111 -. С; ХСТУГЕЦт.,аттГ( Ца 11 РЯжтЛ: :Дтл 1 аттттЫ ОСНОВ:1., ."агт(тяСЕццй , Й СХС.(Г-т" ты Фцг, 2 ( Е, 6)РО Г 5 т (тт ,.; Г;О;3 акт И И т 1.Сттс 3 УПЕНЧаТОг Г;а ртт рцтлст15:Э Ет,ТОр (ФИГ, 1 а) т ОтртЛСИТновцую мостовую 1.нверторгту 10 ячейку наУГттатспттэлЫХ К 511 птгаХ (ТРаЦЗт("ТОРак, ТИ 4ртлсто 1,ах и т . и . ) 1-4 и,тсопохтнслте 1 ьцую цслумостовую ицверторнуто ячейкуНа КЛОЧНХ 5 И 6. На ВЬтХОд МОСТа, Обсраз от ан 11 ОГО ключами 1 тт 5 т 1 т Бкл 1 оченттттансформатор 7, вторичная ОбмоткаКОТО-.тГ(т СОЭДИЦЕЦа ПОСЛЕДОВТЕЛЬНО Свыгодсм сснсвкото 1 Оста, Обтр: - .зу 51 ттепьдтя г.,ттзнця царузки 8,ьт к т,еп, т о:тт сигцат;.л тт 1 ттает.1 ет 1 ият(а.:ат цт Й ц:". тсттГ, 6, И +Огтк(1 ОУЕМЬ 1 Е Вустройств(1 Управления (на Фиг. 1 негсоказцло), содержащем задающий генератор и распределитель импульсов любог(5 цз;-естного вида. При коммутацииклюгей ца НЬходе основного моста образуется прямоугольное двухполярноецапрясе 1 ие Оо с паузами на нуле длительностью д.осн -- 30 эл.град. с каждой стороны полупериода, а на выходетРНОФОРматоРа 7 - напРЯжение (3 л сдополцительцыми паузами на нуле длитель 1 лость:о (л =. 30 эл.град . на расстоянии ;1 = 30 э.с.грац. Суммарное1 т; Пс 5:;тСЕЦ 11 Е Ца Н 151 ЦУЗКЕ ИМЕЕТ ТРЕХступенчату 1 о Форму с коэффициентом. периоца, имеющие длительность соответственно (СОСИид.1 эл.град., гдеК - номер дополнительной ячейки, азатем суммируют эти импульсы, производят формирование дополнительныхпауз на нуле в каждом полупериодеимпульсов на выходе дополнительныхячеек, причем каждая из этих паузимеет длительность 11, эл.град. ирасположена на расстоянииэл.град.от соответствующего фронта указанного импульса до ближайшей границыпаузы, В конкретном случае трехступенчатой формы выходного напряженияиспользуется одна дополнительнаяячейка, а углы Асс=л = " принимаютсяравцьът, 30 зл, град., а Угол д равным нулю, В случае 11 естиступенчатойфотт 1 лцт ттьтс(тттт Ого ц апря(ения исг 10 льЗутОТ.:, О, т 3 тт О ттццт(Л ь Н.-тв Я ттЕЙК 1 т, ЭУГЬ 115 ц(тт таЮТСЯ рс 1 ВНЬМИ Ы =оэ= == Д =- Д" - Е 3 з 1,. град,(;(. 11 .., = л. 3 0эл.гр.тт т ф.=45 эл.град., а угол 4.1РаЦЦЫМ 1 т:О. 1. Способ получения заданной Формыкривой выходного напряжения инвертора, симметричной Относительно середины полупериода, при котором на выходе основной и К дополнительных инверторных ячеек формируют двухполярные симметричные относительно середины полупериода прямоугольные импульсы с 60 паузой ца нуле с каждой стороны полупериода, имеющие длительность. соответственно с(.о,- и ск эл.гРаД., гДе К - номер дополнительной ячейки, а затем суммируют эти импульсы, о т б 5 л и ч а ю щ и й с я тем, что, с788311 а Фрг Цт целью снижения массо-габаритных показателей и повышения КПД, на выходе дополнительных ячеек формируют в каждом полупериоде по меньшей мере одну дополнительную пару пауз на нуле, каждая иэ которых имеет длительность ф эл .град. и расположена на расстоя нииэл.град. от соответствующего фронта указанного импульса до ближайшей границы паузы.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что для получения трехступенчатой аппроксимирующей синусоиду кривой выходного напряжения инвертора устанавливают К = 1, а =О, сос=Ь= фЦ= 30 эл.град. 3. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что для полученияшестистуненчатой аппроксимирующейсинусоиду кривой выходного напряже-,ния инвертора устанавливают К=З,.5с 1 О сд-=оъ= з=3=3;.=15 эл.град.,сС =3=3= 30 эл.град., Ъ =45 эл.градосн.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 124157, кл. Н 02 И 7/48, 1961,2. Бедфорд Б. и др. Теория автономных инверторов"Энергия", 1969, с, 203, рис. 6"22.3. Там же, с. 238, рис7-23е Пате иал П жгород роектная,Эаказ 8371/66 Тирак 783 ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 113035, Москва, Ж, РаПодписнокомитета СССРи открытийская наб., д. 4