Устройство для управления инвертором со ступенчатой формой выходного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЗШ Н 02 Р 1318 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛЮИ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1, Константинов В.Г. Многофазные преобразователи на транзисторах. М., "Энергия", 1972.2. Авторское свидетельство СССР У 801207, кл. Н. 02 Р 13/18, 1980.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРОМ СО СТУПЕНЧАТОЙ ФОРМОЙ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, состоящим из трехфазного моста, к фазам которого через блок ключей подключен выход бднофазного инвертора, питающегося от источника питания со средней точкой, содержащее последовательно соединенные задающий генератор и двухфазный формирователь импульсов, первый выход которого предназначен для подключения к управляющему входу однофазного инвертора, второй соединен с входом кольцевого распределителя импульсов, состоящего из шести ячс зк, четыре несимметричных авто- генератора, каждый из которых состоит из трансформатора, выполненного на стержневом или б 1 оневом сердечнике, с выходными обмотками, обмотками обратной связи и первичными обмотками, подключенными к транзисторам по схеме несимметричного автогенератора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и массогабаритных показателей, уп-, равляющие входы первого и второго 801129713 А транзисторов первого несимметричного автогенератора подключены к выходам первой и третьей ячеек кольцевого распределителя соответственно, управляющие входы транзисторов второго несимметричного автогенератора - к выходам четвертой и шестой ячеек распределителя, третьего несимметричного автогенератора - к выходам третьей и пятой ячеек, четвертого несимметричного автогенератора - к выходам шестой и второй ячеек кольцевого распределителя, причем первичные обмотки, обмотки обратной связи и выходные обмотки трансформа" торов несимметричных автогенераторов расположены на первых стержнях соответствующих сердечников,-первые выходные обмотки первого, второго, третьего и четвертого несимметричных автогенераторов предназначены для подключения к управляющим входам ключей первой и второй фаэ трехфазного моста соответственно, вторые выходные обмотки, предназначенные для подключения к управляющим входам ключей третьей фазы трехфазного моста, охватывают два первых стержня сердечников трансформаторов двух фаэ, выходные обмотки, предназначенные для подключения к первому управляющему входу блока ключей, охватывают все вторые стержни четырех трансформаторов, выходные обмотки, предназначенные для подключения к второму и третьему управляющим входам блока ключей, охватывают вторые стержни двух соответствующих трансформаторов.1 11297Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразователь-ной технике, и может быть использовано при построении вторичных источников питания,Известно устройство управления5трехфазным инвертором, которое выполнено на мультивибраторах, управляемых задающим генератором 1 3.Недостаток заключается в том,что н обходимо большее количествомультивибраторов (шесть) и в сложности формирования несимметричныхимпульсов управления ключами.Наиболее близким по техническойсущности является устройство управления .инвертором со ступенчатой формой выходного напряжения, состоящим из трехфазного моста, к фазамкоторого через блок ключей подключен выход однофазного инвертора, пи"тающегося от источника питания сосредней точкой, содержащее последовательно соЕдиненные задающий генератор и двухфазный формирователь импульсов, первый выход которого предназначен для подключения к управляющему входу однофазного инвертора,второй - соединен с входом кольцевого распределителя импульсов, состоящего из шестиячеек, четыре несимЗОметричных автогенератора, каждый изкоторых состоит из трансформатора,выполненном на стержневом и блоковомсердечнике, с выходными обмотками,обмотками обратнойсвязи и первичны.ми обмотками, подключенными к транзисторам по схеме несимметричногоавтогенератора 2 3.Недостатком устройства являетсяпониженная надежность из-за большого 40количества обмоток и соединений между обмотками трансформаторов управления, а также повышенный расход обмоточного провода при изготовлениитрансформаторов.Цель изобретения - повышение надежности массогабаритных показателей.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для управления 5 Винвертором со ступенчатой формойвыходного напряжения, состоящем изтрехфазного моста, к фазам которогочерез блок ключей подключен выхододнофазного инвертора, питающегося 55от источника питания со средней точкой, содержащем последовательно соединенные задающий генератор и двух 13 1 фазный формирователь импульсов, первый выход которого предназначен для подключения к управляющему входу однофазного инвертора, второй соединен со входом кольцевого распределителя импульсов, состоящего из шести ячечек, четыре несимметричных автогенератора, каждый из которых состоит из трансформатора, выполненного на стержневом или броневом сердечнике с выходными обмотками, обмотками обратной связи и первичными обмотками, подключенными к транзисторампо схеме несимметричного автогенератора, управляющие входы первого. и второго транзисторов первого несимметричного автогенератора подключены к выходам первой и третьей ячеек кольцевого распределителя соответственно, управляющие входы транзисторов второго несимметричного автогенератора - к выходам четвертой и шестой ячеек распределителей, третьего несимметричного автогенератора - к выходам третьеи и пятой ячеек, четвертого несимметричного автогенератора - к выходам шестой и второй ячеек кольцевого распределителя, 1причем первичные обмотки, обмотки обратной связи и выходные обмотки трансформаторов несимметричныхавтогенерато-, ров расположены на первых стержнях соответствующих сердечников, первые выходные обмотки первого, второго, третье-.,го и четвертого несимметричных автогенераторов предназначены для подключения к управляющим входам ключей первой и второй фаз трехфазного моста соответственно, вторые выходные обмотки, предназначенные для подключения к управляющим входам ключей третьей фазы трехфазного моста, ох- ватывают два первых стержня сердечников трансформаторов двух фаз, выходные обмотки, предназначенные для подключения к первому управляющему входу блока ключей охватывают все вторые стержни четырех трансформаторов, выходные обмотки, предназначенные для под:;люченил ко второму и третьему управляющим входам блока ключей, охватывают вторые стержни двух соответствующих трансформаторов.На фиг. 1,а представлена принципиальная электрическая схема инвертора; на фиг.2 - схема расположения обмоток на трансформаторе;45 3 1297на фнг. 3 в .временные диаграммы работы устройства,Устройство содержит последовательно включенные задающий генератор 1,двухфазный преобразователь 2,3,кольцевой распределитель 4 с трансформаторами управления 5-8, однофазныйинвертор 9, блок ключей 10, ключи 11,12 трехфазного моста 13, транзисторы 14 в схеме автогенератора,обмотки 15-20 трансформаторов 5-8подключены к управляющим входам блока ключей 10 и ключей 11,12, трех- .фазный мост 13, один иэ выходов инвертора 9 подключен параллельно нагрузке через блок ключей 10, а другой выход - последовательнос нагрузкой.Устройство работает следующим образом. 20При подключении устройства управления к источнику питания запускается задающий генератор 1, который управляет двухфазным преобразователем 2,3, частота которого в 2 разаменьше частоты задающего генератора . Один иэ выходов двухфазного,преобразователя 2,3, управляет однофазным инвертором 9, а другой - кольцевым распределителем 4, на выходекоторого формируются импульсы управления ключами 11,12 трехфазного моста 13 и блоком ключей 10.Для управления ключами 11,12 и блоком ключей О фазы, например А, необходимы импульсы управления Б ффиг.З)35которые сформированы с помощью схемы управления на трансформаторах 5,6.Если импульс Б (фиг.З) формируетсяна обмотках трансформаторов 5,а Ц - наобмотках трансфор 6маторь б, то для полученияимпульса для управления клю-.чем 4 этой фазы необходимосоединить две обмотки на трансформаторах 5,6 последовательно, чтоприводит к дополнительным двум пайкам на каждое такое соединение,Наиболее рациональным являетсяполучение этого напряжения на обмот- щке,схватывающейдва сердечника трансформаторов управления ключами И,12данной фазы. В данном случае мы суммируем магнитные потоки ф 5, Фб сердечников трансформаторов 5,6 и полу- учаем суммарный магнитный потокФ 5+фб, который наводит ЗДС (напряжение) управления блоком ключей 10 дан 3 4ной фазы на обмотке 18, охватывающейдва сердечника трансформаторов управления ключами этой фазы. Для управления ключами 11,12 третьей фазы используются обмотки 19 охватывающиедва стержня трансформаторов управления двух разных фаэ (крайние стержни ) фиг.2.Здесь также (фиг.З,г) происходитсложение магнитных потоков, Ф 5 и Ф 7,(Фб и Ф 8), Суммарные магнитные потоки (Ф 5 + ф 7) и (.Фб + Ф 8) наводят.ЭДСнапряжение ) управления ключами 1,1 2третьей фазы. Для управления блокомключей О третьей фазы используетсяобмотка. На крайних етержнях, поверхвыходных обмоток управления ключами 11,12 двух фаз, располагаютсяобмотки 19 управления ключами 11,12третьей фазы.Для построения такой конструкцииосновную роль играет выбор импульсов управления,В четырех (средних ) сердечникахсуммируются все четыре магнитных потока трансформаторов управления 5-8.Суммарным потоком наводится в обмотке ЭДС (напряжение) управления блокомключей 10 третьей фазы.Для практической реализации необходимо проделать следующееНа одномстержне наматываются первичные обмотки 15, обратной связи 16 и выход-,ные 17 для управления ключами 11,12фазы. Затем свободные стержни соеди-.няются и на них располагаются обмотки 18 для управления блоком ключей 10этой же фазы. Затем по два соединенных трансформатора соединяются ина средних стержнях поверх обмотокуправления блоком ключей 10 двухфаз располагаются обмотки 20 для управления блоком ключей 10 третьейфазы. Такое соединение сердечниковтрансформаторов является очень слож"ным. Поэтому наилучшим выбором являются импульсы управления ключами 11,12 двух фаэ, так как импульсыуправления ключами 11,12 третьейфазы получаются путем сложения техже импульсов двух фаз, а импульс управления ключом 4 третьей фазы получается суммой импульсов управления ключами 4 других фаз, последниепутем суммирования импульсов управления ключей 11,12 своей фазы.При таком изготовлении нет необ-ходимости в дополнительных соедине 1129713ниях двуМ блоков, что уменьшает число соединений на 12, а также уменьшается число обмоток на 4 на каждом трансформаторе управления.Таким образом, повьппается надежность блока управления. Одновременно сокращается расход. меди при намотке вторичной обмотки для управ ления дополнительными ключами переменного тока примерно на 253, так как уменьшается общая длина одного витка на 257., что в пересчете на: весь трансформатор составляет примерно 107.,