Преобразователь постоянного напряжения в переменное
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 09) (1) 02 М 751 ЕНИЯ ока. ОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОткРыти ОПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМ,Ф С 8 ИДЕТЕЛЬСТ(71) Специальное конструкторскоебюро Ордена Ленина физико-технического института им. А,ф, Иоффе(56) 1. Японский патент В 44-35418,кл. Н 02 М 7/48, 1978.2. Кузнецов О.А., Стиоп Я.И.Полупроводниковые выпрямители.М.-Л "Энергия", 1966, с. 84-96.3. Авторское свидетельство СССРФ 819915, кл. Н 02 М 7/537, 1979,4. Японский патент Р 44-33381,кл. Н 02 М 7/48, 1977.5. Бедфорд Б. и Хофт Р. Теорияавтономных инверторов. М., "Энергия",1969, с. 163-196,6. Авторское свидетельство СССРВ 584404, кл. Н 02 М 1/00, 1969.7. Авторское свидетельство СССРР 6 12343, кл. Н 02 М 3/46, 1970.8. Патент США 9 3549977,кл. Н 02 М 3/38, 1978.(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, содержащий и, однотипных параллельно включенных по цепи питания синхронноработающих инверторных ячеек и блокрегулирования напряжения, о т. л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, упрощения регулирования выходного напряжения и обеспечения максимального КПД при переменном графике нагрузки, он дополнительно снабжен й однотипными однофазными трансформаторами, каждый с одной первичной и двумя вторичными обмотками, причем их первичные обмотки соединены согласно-последовательно, образуя результирующую первичную обмотку с отводами, которая через блок регулирования напряжения, выполненный в виде одного общего регулятора переменного напряжения, подключена к выходным выводам, каждая вторичная обмотка каждого трансформатора включена между соответствующими выходными выводами преобразователя и инвертерной ячейки, причем концы первой половины и начала второй половины вторичных обмоток подключены соответственно к одноименным по полярности выходным выводам инвер торных ячеек, а начала первой половины этих обмоток и концы второй их половины соответственно связаны с началом и соединены с концом результирующей первичной обмотки, а между отводами этой обмотки включены ключи переменного тока введенного(Ю - 1)-цепового переключателя, управляющие входы которых связаны свведенным в выходную цепь датчиком130993 1 1Изобретение относится к преобразовательной технике,и может быть использовано в автономных устройствах электропитания стационарных и подвижных объектов, а также для преобразования постоянного напряжения в переменное в системах электроснабжения.Известны преобразователи, содержащие ряд преобразовательных тиристорных ячеек, входы которых подключены к общим входным выводам, а выходы соединены последовательно для обеспечения равномерного распределения токов нагрузки между ячейками, При параллельном включении ячеек по выходу требуется принятие спе- циальных мер для выравнивания выходных токов 11 и 2 .Многоячейковые преобразователи имеют низкий КПД в области малых нагрузок при резко переменном графике энергопотребления.Известны способы и реализующие их устройства для обеспечения параллельной работы преобразователей, отдельных преобразовательных ячеек и распределения токов параллельных ветвей с полупроводниковыми приборами 3 и 71.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является источник электроснабжения, использующий несколько параллельно включенных на входе преобразователей 8В данной системе электроснабжения каждый из параллельно включенных инверторов снабжен индивидуальным регулятором напряжения и диод- ными переключателями управления ре - гуляторами. В случае перегрузки одного из инверторов диодные переклю - чатели переключают импульсы управления на другие инверторы, чем и обеспечивается распределение нагрузки. Такое управление распределением нагрузки связано с дискретным под- ключением инверторов., что может создавать неустойчивость многоконтурной системы регулирования и снижать ее эксплуатационную надежность. Наличие индивидуальных регуляторов с коммутирующей аппаратурой для каждого инвертора усложняет систему электроснабжения, Кроме того, при резкопеременном графике нагрузки рассматриваемая система параллельно работающих инверторов имеет низкий КПД в области малых нагрузок. Целью изобретения является улучшение эксплуатационной надежности,упрощения регулирования выходногонапряжения и обеспечение максималь ного КПД при переменном графикенагрузки.Поставленная цель достигаетсятем, что преобразователь постоянного напряжения в переменное, содер жащий П однотипных параллельновключенных по цепи питания синхронно работающих инверторных ячеек иблок регулирования напряжения, дополнительно снабжен и однотипными 15 однофазными трансформаторами, каждый с одной первичной и двуМя вторичными обмотками, причем их первичные обмотки соединены согласно-.последовательно, образуя результирую щую первичную обмотку с отводами,которая через блок регулированиянапряжения, выполненный в виде одного общего регулятора переменногонапряжения, подключена к выходным 25 выводам, каждая вторичная обмоткакаждого трансформатора включенамежду соответствующими выходнымивыводами преобразователя и инверторной ячейки, причем концы первой поЗ 0 ловины и начала второй половинывторичных обмоток подключены соответственно к одноименным по полярности выходным выводам инверторныхячеек, а начала первой половиныэтих Обмоток и концы второй их половины соответственно связаны с началом и соединены с концом результирую.щей первичной обмотки, а между отводами этой обмотки включены ключипеременного тока введенного 11 -1)- цепового переключателя, управляющиевходы которых связаны с введеннымвыходную цепь датчиком тока. На фиг.представлена схема 45предлагаемого преобразователя постоянного напряжения в переменное нафиг. 2 - график зависимости КПДв функции мощности нагрузки, на 50фиг, 3 - вариант схемкой реализациикоммутирующего устройства и датчикатока.Преобразователь постоянного напряжения в переменное содержит тиристорные инверторные ячейки 1, входы 55которых подключены к входным выводам 2 и 3, а выходы ячеек через вторичные обмотки 4 трансформаторов 5подключены к выходным выводам 6 и113099 7, При этом общая точка соединения групп вторичных обмоток подключена к.выходному выводу через датчик 8 выходного тока преобразователя, выход которого соединен с входами ключей (и. -1)-цепового переключателя 9. Первичные обмотки 10 трансформаторов 5 соединены согласно-последовательно, образуя результирующую первичную обмотку с отводами, которая через блок,11 регулирования напряжения и датчик 8 выходного тока преобразователя подключена к выходным выводам 6 и 7.Датчик 12 напряжения блока 11 регулированиями напряжения подключен входом непосредственно к выходным выводам 6 и 7, а выходом - к входу регулирующего органа 13 через усилитель-преобразователь 14. 1 О 15 20 Преобразователь постоянного напряжения в переменное работает следующим образом,Синхронно работающие инвертор 25ные ячейки 1 преобразуют постоянное напряжение источника, подводимое к входным выводам 2 и 3, в переменное напряжение, которое подводится к выходным выводам 6 и 7 через вторичные обмотки 4 и датчиквыходного тока преобразователя.При этом с напряжением входных выводов 2 и 3 суммируется напряжениевторичных обмоток 4. В связи с тем,что первичные обмотки 10 трансформаторов 5 включены согласно-последовательно, происходит перераспределение напряжения между ними, поступающего через блок регулированиянапряжения. В результате этого обес Опечивается выравнивание токов навыходе инвертирующих ячеек 1. Физические явления процесса выравнивания состоят в следующем. При любомнарушении равенства выходных токов 45ячеек происходит перераспределениенапряжений первичных обмоток 10,так как ампервитки вторичных обмоток 4 направлены встречно ампервиткам первичных обмоток 10. Вследст Овие этого происходит изменениевольтодобавочных напряжений вторичных обмоток 4 таким образом, чтобы скомпенсировать разбаланс токовячеек, Процесс этот протекает автоматически по принципу параметрического регулирования. Кроме того,благодаря введению в выходные цепи 3 4ячеек вольтодобавочных напряжений обмоток 4 обеспечиваются условия для надежного включения тиристоров всех ячеек. Таким образом, введение в схему преобразователя дополнительных по количеству инвертирующих ячеек трансформаторов позволяет одновременно одними и теми жеэлементами решить задачу распределения (выравнивания) выходных токов ячеек и обеспечить надежное включение тиристоров плеч моста, что в целом повышает эксплуатационную надежность преобразователя. Упрощение регулирования выходного напряжения обеспечивается включением в цепь первичных обмоток 10 блока 11 регулирования напряжения, который изменяет величину напряжения на первичных обмотках 10, что приводит к изменению напряжения вольтодобавки вторичных обмоток 4. Благодаря этому с напряжением источника питания (входные выводы 2 и 3) суммируется регулируемое напряжение вторичных обмоток 4. Стабильность напряжения на выходе обеспечивается благодаря наличию цепи обратной связи, включающей датчик 12 выходного напряжения, усилитель-преобразователь 14 и исполнительный орган 13.Как следует из схемы, приведенной на фиг. 1, элементы, участвующие в распределении токов ячеек и по- повышающие надежность включения тиристоров, одновременно решают вопросы непосредственного регулирования выходного напряжения, что уп" рощает устройство регулирования нап. ряжения.1Известно, что зависимость КПД многоячейкового преобразователя от мощности нагрузки Р имеет вид кривой, представленной на фиг. 2 (кривая й ). Из графика следует, что при изменении мощности нагрузки от нуля до максимального значения величина КПД ( ) также существенно изменяется, Наиболее низкие значения К 1 Щ наблюдаются в режиме работы преобразователя при небольших мощностях. Для этого режима целесообразно, чтобы преобразователь работал с одной или несколькими ячейками, тогда, например, при работе одной ячейки можно обеспечить Г = й(Рн ), изменяющийся по кривой д (фиг. 2). С целью выбора оптимального режима(по максимуму КПД) предлагается в зависимости от текущего значения мощности отключить различное количество ячеек, но не превышающее И. -1, Определение нужного количества работающих ячеек обеспечивает датчик тока выходного тока преобразователя, который выходным сигналом ф управляет ключами (й. -1)-цепового переключателя 9, которыезамыкают накоротко первичные обмотки 10 К -1 трансформаторов. Благодаря этому ,напряжение вторичной обмотки трансформатора, первичная обмотка которого замкнута накоротко, равно нулю и ячейка, с которой связаны вторичные обмотки 4, не инвертирует напряжение источника, так как напряжениями вторичных обмоток работающих ячеек заперты тиристоры отключаемой ячейки.На фиг. 3 представлен один из вариантов схемной реализации ( И.-1)- цепового переключателя 9 и датчика 8 тока. В качестве датчика тока применен трансформатор тоха, первичная обмотка 15 которого включена в разрыв цепи выходного вывода 7 преобразователя, а вторичная обмотка 16 через двухполупериодный выпрямитель 17 нагружена на последовательно соединенные обмотки 18.1- 18.Ж), которые управляют соответственно герконами 19,1-19. -1).Нормально замкйутые контакты 19.119.(И) подключены к соответствую.щим первичным обмоткам 10 трансфор 5 маторов 5 (фиг. 1). Ампервитки обмоток 18. 1-18.(И) подобраны таким образом, что при токе нагрузки,не превышающем номинальный ток одной инвертирующей тиристорнойячейки 1 (фиг. 1), все контакты 19находятся в замкнутом состоянии.При увеличении тока нагрузки свышеноминального тока одной ячейки размыкаются, например, контакты 19.1,15 что предопределяется ампервиткамисрабатывания обмотки 18. 1. Затем,по мере увеличения тока преобразователя последовательно размыкаютсяконтакты 18.2, 18.3 и т.д., так20 как ампервитки срабатывания обмоток18.1 - 18.(И - 1) подобраны с шагомсрабатывания на величину увеличения тока преобразователя, равнуюноминальному выходному току тирис 2 торной ячейки. При снижении токанагрузки процесс протекает в обратной последовательности. Резисторы20.1-20.(И) предназначены дляточной настройки срабатывания кон 30 тактов 19. 1-19.(И), Возможны также и другие схемы реализации коммутирующего устройства и датчика тока,каз 9624/42 Фидввл ППП Патеатеф 04 Р,Л 1130993 6 ул, Проектваа
СмотретьЗаявка
3482644, 18.08.1982
СПЕЦИАЛЬНОЕ КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО ОРДЕНА ЛЕНИНА ФИЗИКО ТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА ИМ. А. Ф. ИОФФЕ
БЕРЕЗИН АЛЕКСАНДР АЛЕКСЕЕВИЧ, КОНЧЕНКОВ ПЕТР ЕГОРОВИЧ, СИРКУНЕН ГЕННАДИЙ ИОСИФОВИЧ, СМИРНОВ АНДРЕЙ НИКОЛАЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: H02M 7/515
Метки: переменное, постоянного
Опубликовано: 23.12.1984
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1130993-preobrazovatel-postoyannogo-napryazheniya-v-peremennoe.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Преобразователь постоянного напряжения в переменное</a>
Предыдущий патент: Источник вторичного электропитания
Следующий патент: Автономный инвертор напряжения
Случайный патент: Установка для лазерной обработки