Преобразователь постоянного напряжения в переменное ступенчатое

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 875562 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(5 )М. Кл. с прнспелинением заявки Рй Н 02 М 7/515 Гасударственный квинтет СССР(23) Приоритет не делам нзобретеннй н отхрытнй(72) Авторы изобретения В.Я,Ромашко и В.М.Скобченко Киевский ордена Леница политехнический ицст тутим. 50-летия Великой Октябрьской социалист ескойреволюции(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯСМОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ СТУПЕНЧАТОЕИзобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания для различных. нагрузок типа электродвигатель переменного тока, .а также в качестве звена переменного тока в преобразователях с промежуточным повышением частоты.Известны преобразователи постоянного напряжения в переменное, фор 10 мирующие на нагрузке ступенчатое напряжение, см. например1 и .2 .Наиболее близким по технической сущности является преобразователь, содержащий тт однотипных инверторов15 питающих от одного источника постоянного напряжения. Выходные обмотки трансформаторов всех инверторов включены последовательно и к ним подключается нагрузка 3 .Однако импульсы управления на каждый последующий инвертор подаются с некоторым фазовым сдвигом относительно импульсов управления предца 1 щего инвертора.В результате, выходное напряжение преобразователя. имеет ступенчатую форму, в частном случае, приближающееся к синусоидальной. Для получения фазового сдвига импульсов управления применяют различные кольцевые делители частоты импульсов задающего генератора. При этом, чем меньше требуемый фазовый сдвиг импульсов управления на один инвертор относительно другого, тем большим коэффициентом деления должен обладать делитель частоты, что приводит к усложнению системы управления инвертором, понижению ее надеж" ностиТак как делители частоты обычно выполняются на интегральных схемах, то для управления силовыми тиристорами полученные импульсы необходимо усилить по мощности и галъванически развязать от системы управления. Для этой цели в систему управ ления вводится усилитель мощности,875562 4 5 1 о 15 20 25 зо ния, полярность которого указана.При этом тиристоры 31 и 32 инвертора2 откроются и на трансформаторе 7будет Формироваться полуволна прямоугольного напряжения, Фронт этого З 5напряжения будет сдвинут относительно Фронта напряжения на трансформаторе 6 на время задержки линии 17задержки. Аналогично происходит сдвиг 40и Формирование импульсов управленияна последующие инверторы.При подаче импульсов управленияс задающего генератора 1,1 нафтиристоры 2 и 15 инвертора 1, тиристо-45ры 13 и 14 закрываются и на трансформаторе б формируется вторая полуводна прямоугольного напряжения. Приэтом, в силу того, что на тиристоре 14 будет положительный перепаднапряжения, равный примерно 0, через время, определяемое линией 17 задержки, будет происходить заряд конденсатора 8, при этом на вторичныхобмотках трансформатора 20 сформи руется импульс управления, открыва" 55 ющий тиристоры 29 и 30 инвертора 2.На трансформаторе 7 инвертора 2 будет Формироваться вторая полуволнапрямоугольного напряжения, сдвинуобычно с трансформаторным выходом.Для питания системы управления необходим отдельный источник питания.Цель изобретения - упрощение системы управления преобразователеми повышение ее надежности,Поставленная цель достигаетсятем, что в известном преобразователе.постоянного напряжения в переменное ступенчатое, содержащем И однофазных тиристорных инверторов, нагруженных на трансформаторы, выходные обмотки которых соединены последовательно и образуют общий выходпреобразователя и задающий генератор, управляющий работой первого инвертора, параллельно одному из тиристоров каждого инвертора подключенацепочка, состоящая из последовательно соединенных линий задержки, конденсатора и первичной обмотки импульсного трансформатора, вторичные обмотки которого через резисторы подключены к управляющим переходам соответствующих тиристоров К+1 инвертора,Кроме того, линии задержки выполнены управляемыми. При этом линиизадержки выполнены в виде дросселя насыщения.На Фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя, содержащего И =5 инверторов, на фиг. 2 - схема получения импульсов управления ипередачи их с одного инвертора надругой,Нреобразователь содержит пять ти ристорных инверторов 1-5, которые попитанию соединены параллельно, а повыходу - последовательно за счет последовательного соединения вторичных обмоток инверторных трансформаторов 6-10, На инвертор 1 подают импульсы управления с задающего генератора 11, Инвертор, например( Фиг. 2)содержит четыре тиристора 12-15и узел коммутации 16, Параллельно одному иэ тиристоров, например 14включена цепочка, состоящая из последовательно соединенных линий 17 задержки, конденсатора 18 и первичнойобмотки 19 импульсного трансформатора20. Трансформатор 20 имеет четыре вторичные обмотки 21-24, последовательно с которыми включены резисторы 2528. Обмотка 21 через резистор 25 подключена к управляющему переходу тиристора 29 инвертора 2Обмотка 22 через резистор 26 подключена к управляющему переходу тиристора 30, обмотка23 через резистор 27 подключена к управляющему переходу тиристора 31,а обмотка 24 через резистор 28 подключена к управляющему переходу тиристора 32. Инввртор 2, кроме тиристоров 29-32, содержит также узел коммутации 33. Аналогичным образом связанымежду собой инверторы 2 и 3, 3 и 4, атакже 4 и 5.В исходном положении тиристоры всехинверторов находятся в закрытом сос"тоянии,К тиристорам ннверторов приложенонапряжение й .д/2, До этого же напряжения заряжен конденсатор 18, с поляр"ностью, указанной на фиг, 2. Пустьв начальный момент времени от зада".ющего генератора поступили импульсыуправления на тиристоры 13 и 14 инвел эра . Эти тиристоры открываютсяи на трансформаторе 6 начинает формироваться полуволна прямоугольного напряжения. Через время, определяемоелинией 17 задержки, конденсатор 8через открытый тиристор 4 и первичную обмотку 19 трансформатора 20начнет разряжаться. При этом во вторичных обмотках 21-24 трансформатора20 будет наводиться импульс напряже8755 20 Формула изобретения 1. Преобразователь постоянного напряжения в переменное ступенчатое, содержащий 11, тиристорных инверторов,35 5тая относительно напряжения инвертора 1 на время задержки линии 17задержки. Аналогичные процессы происходят в последующих инверторах.,Цлительность импульсов управления зависит от емкости конденсатора18 и величины резисторов 25-28.Таким образом, преобразовательформирует на нагрузке ступенчатоепеременное напряжение. Подбором па ораметров линии 17 задержки можнополучить любые требуемые фаэовые сдвиги одного инвертора относительнодругого.Получение малых фазовых сдвигов 5не связано с усложнением системы управления.Если линии задержки выполнитьуправляемыми, можно регулировать действующее значение выходного напряжения преобразователя, В простейшем случае, в качестве линии задержки можно использовать дроссель насыщения, в котором время задержки регулируется подбором числа витков, 25Если в качестве инвертора 1 использовать автоколебательный инвертор,р этом случае отпадает необходимостьв задающем генераторе и дополнитель"ном источнике для его питания,Предлагаемый преобразователь проств изготовлении и настройке. 62нагруженных на трансформаторы, выходные обмотки которых соединены последовательно и образуют общий выход преобразователя, и задающий генера" тор, управляющий работой первого инвертора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, параллельно одному из тиристоров каждого К-го инвертора подключена цепочка, состоящая из после" довательно соединенных конденсатора, линии задержки и первичной обмотки импульсного трансформатора, вторичные обмотки которого через резисторы подключены к управляющим переходам со- ответствующих тиристоров К+1 инвертора.2. Преобразователь по п. 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью регулирования выходного напряжения, линни задержки выполнены управляемыми.3, Преобразователь по и, 1, о т " л и ч а ю щ и й с я тем, что линии задержки выполнены в виде дросселя насыщения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Константинов В.Г. Многофазныепреобразователи на транзисторах И.,"Энергия", 1972,2. Руденко В.С., Сенько В,И.,Чиженко И,М, Преобразовательная техника. Киев, "Вища школа", 1978,с. 399-409.3. Современные задачи преобразова;тельной техники, - Тезисы докладцв,ч. 4, Киев, Институт электродинамики АН Украинской ССР, 1975, с. 126-135,875562 ЯО 1 юА Составитель Г,Мыцыкр Техред Т.Маточка Корректор Г.Назарова акт каэ 9374/83ВНИИПИ г, ужгород, ул. ектная атент Тираж 733Государственнопо делам изобретен13035, Москва, ЖПодписноео комитета СССРй и открытийРаушская наб., д. 4