Преобразователь постоянного напряжения в переменное

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАЙИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 936295(5)М. Кл. Н 02 М 7/48 Ркударственей кеинтет СССР ню делам нзебретеннй н етнрытлй. 572 (088. 8) Дата опубликования описания 15. 06. 82) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИ В ПЕРЕМЕННОЕ лючеи пе ых к вывосформато"позволяетчеек Однако мног защищен от так .тей, как обрыв ячеек. йковый инвертор неипов неисправносентильных блоках вентильном блок При об з ной из яч форматора разомкнуто трансформ тельно с о характери шим индуквичная обмотка трачейки оказывается к и этоий,а в ая обмотка енная последов ора, прот влением нагрузки,в этом случае больсопротивлением. В рние на приемникахергии резко уиеньша ует ивным зультате напряж электрической э Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к статическим преобразователям электрической энергии, применяемым в установках бесперебойного питания,Известны статические преобразователи, содержащие несколько инверторов, работающих синхронно и синфазно и подключенных к нагрузке через переключающие устройства 1.11.Недостатком таких преобразователей является сложность обеспечения равномерной загрузки инверторов по мощности.Известен многоячейковый инвертор, который состоит из нескольких ячеек с выходными трансформаторами. Ячейки включены параллельно по входу и последовательно по выходу. Каждая ячейка подключена к своему датчику состояния ячейки, Выходы датчиков состояния ячеек подключены ко входам дешифратора, выходы которого подклюцены к цепям управления менного тока, подсоедин дам вторичных обмоток т ров ячеек. Такой инверт осуществлять компенсацию измененияпараметров выходного напряжения привозникновении устойчивого внутреннего короткого замыкания в одной из45 5 О 55 ется, несмотря на меры, принимаемыепо компенсации изменения этого напряжения, Причем величина выходногонапряжения инвертора при указанномтипе аварии в ячейке тем меньше,чембольше нагрузки инвертора,Целью изобретения является повышение надежности статического преобразователя.Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователе постоянного напряжения в переменное, содержащем инверторы и трансформаторныйузел, составленный из отдельных магнитопроводов, каждый из которых вотдельности охватывается первичнымиобмотками, связанными с выходами соответствующих инверторов и блок управления, между каждой парой отдельных магнитопроводов введена дополнительная трансформаторная связь, осуществляемая посредством двух дополнительных одинаковых обмоток расположенных на стержнях связываемыхмагнитопроводов и включенных встречно через согласующее устройство,упомянутые первичные обмотки подключены к выходам инверторов через бесконтактные быстродействующие ключи,причем выходная обмотка охватываетодновременно все магнитопроводы и образует выходную цепь преобразователя.Согласующее устройство может бытьвыполнено в виде управляемого ключапеременного тока (два встречно-параллельно включенных тиристора, симистор и т.п.) ипи в виде индуктивнойкатушки. Бесконтактные быстродействующие ключи представляют собой управляемые ключи переменного тока сискусственной или естественной коммутацией. Количество указанных трансформа" торных связей определяется числом магнитопроводов и выбирается в каждом конкретном случае, исходя из требования к надежности и технико-экономическим показателям преобразователя.На цертеже представлен один из возможных вариантов схемы преобразователя с трансформаторным узлом, составленным из двух отдельных магнитопроводов,Статический преобразователь содержит блок управления 1, инверторы 2 и 3, два отдельных магнитопровода 4 1 О 15 20 25 за 35 и 5 на которых намотаны первичные обмотки 6 и 7, выходная обмотка 8, охватывающая одновременно оба магнитопровода и подключенная к приемникам электрической энергии 9, две дополнительные обмотки 10 и 11, расположенные соответственно на магнитопроводах 4 и 5 и соединенные между собой встречно-последовательно через согласующее устройство 12, выполненное в виде ключа. Выходные зажимы инверторов 2 и 3 подключены к соответствующим первичным обмоткам 6 и 7 трансформаторного узла через бесконтактные быстродействующие ключи 13 и14.Статический преобразователь питается от источника постоянного тока 15. Инверторы могут быть выполненыпо любой известной схеме, Блок управления 1 вырабатывает импульсы управпения инверторами 2 и 3, а также сиг" налы на замыкание или размыкание ключей 12- 14. Первичные обмотки 6 и 7 имеют одинаковое число витков. Числа витков дополнительных обмоток 10 и 11 также равны между собой.Преобразователь работает. следующим образом.Переменное напряжение с выходов инверторов 2 и 3 через ключи 13 и 14 поступает на первичные обмотки 6 и 7, расположенные на отдельных магнитопроводах 4 и 5 трансформаторного узла, При этом согласующее устройство 12 ослабляет, если это индуктивная катушка, или исключает, если это управляемый ключ, трансформаторную связь между магнитопроводами, Каждый из инверторов принимает на себя 503, мощности нагрузки, работая практически независимо от другого. В случае аварийного отключения,например инвертора 2, блок управле"ния 1 размыкает ключ 13 и замыкаетключ 12. При этом обмотка 6 отключается от инвертора 2, а между магнитопроводами 4 и 5 образуется дополнительная трансформаторная связь посредством встречного включения обмоток 10 и 11 через ключ 12. Указаннаядополнительная трансформаторная связьобеспечивает передачу 503 мощности от интервала 3 в нагрузку через сердечник магнитопровода 4. Остальные 504 мощности передаются в нагрузку непосредственно через сердечник маг" нитопровода 5.Напряжение на зажимах9362 приемников электрической энергии 9 остается близким к номинальному, а инвертор 3 принимает на себя 1004 мощности нагрузки.Аналогичным образом схема работа ет и при исправном инверторе 2 и неисправном инверторе 3.сВ тех случаях, когда инверторы, входящие в состав преобразователя,являются резервными друг по отношению 1 О к другу или предназначены для наращивания мощности (параллельная работа) и работают синхронно и синфаэно, в качестве согласующего устройства используется индуктивная катушка. При 15 совместной работе инверторов трансформаторная связь, обусловленная включением дополнительных обмоток через катушку индуктивности, практически не проявляется, а при отключе нии отдельных инверторов укаэанная дополнительная трансформаторная связь поддерживает напряжение на выходе преобразователя неизменным.В подавляющем большинстве практических реализаций коэффициенты трансформации отдельных трансформаторов инверторов, входящих в преобразователь, выбираются одинаковыми, поскольку при этом кривая выходного напряжения обладает симметрией рода. Поэтому трансформаторный узел такого преобразователя, с целью улучшения массогабаритных показателй, целесообразно выполнять с общей выходной з 5 (вторичной) обмоткой, охватывающей одновременно все магнитопроводы.Анализ работы преобразователя показывает, что по сравнению с известным, состояние схемы неисправного ин- ео вертора не оказывает влияния на последующий режим работы преобразователя, т.е. тип неисправности в инверторе не вызывает дополнительного ухудшения качества напряжения на прием никах электрической энергии. Следовательно, предлагаемый преобразователь обладает более высокой надежностью при обеспечении электроэнергии потребителя. 50Блок управления 1 предлагаемого преобразователя отличается от традиционных устройств управления многоячейковыми преобразователями тем, что оно дополнено несложным логическим блоком, который при возникновении 95 6неисправности в инверторе 2(3) снимает управляющее напряжение с ключа 3(14) и подает управляющее напряжение на ключ 12. Техническая реализация такого логического блока не представляет затруднений./ формула изобретения 1, Преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащийинверторы, трансформаторный узел,составленный иэ отдельных магнитопроводов, каждый из которых в отдельностиохвачен первичными обмотками, связанными с выходами соответствующихинверторов, и блок управления, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения функциональной надеж"ности в аварийных режимах, между каждой парой отдельных магнитопроводоввведена дополнительная трансформаторная связь, осуществляемая посредством двух дополнительных одинаковыхобмоток, расположенных на стержняхсвязываемых магнитопроводов и включенных встречно через согласующее устройство, а первичные обмотки подключены к выходам инверторов, через вве"денные бесконтактные быстродействующие ключи.2, Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что согласующее устройство выполнено в видеуправляемого ключа переменного тока.3. Преобразователь по и. 1, о т 1л и ч а ю щ и й с я тем, что согласующее устройство выполнено в виде катушки индуктивности.4. Преобразователь по пп. 1-3,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтоего выходная цепь образована однойобщей обмоткой, охватывающей всеупомянутые магнитопроводы,Источники информации,принятые во .внимание при экспертизе1. Адамия Т,Г. и др, Агрегатыбесперебойного питания со статическими полупроводниковыми преобразователями. И., Информэлектро, 1978,с. 15-16, рис. 6.2, Авторское свидетельство СССРЮ 52687, кл. Н 02 И 7/48 (заявкаУ 2409734/07), 08. 10 76 (прототип).936295 Составитель Г. Мыцктор И,Митровка Техред К.Мыцьо орректор А.Дзятко аиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 4244/69 ВНИИПИ Гос по делам 113035, МоТираж 721 дарственного ко изобретений и о ква, Ж, Раув Подписноетета СССРрытийая наб., д. 4/5