412659

ОПИСАНИЕ 432659ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельства-М. Кл. Н 02 т 5/42 Н 02 гп 7/7аявлено 06,Ч 11,1970 ( 1448851/2 ем заявки-присоедпне Государственный комитвСоввта Министров СССРво делам изобретенав открытий риорнтет -УДЫ 621.314,2(088,8) тень М Опубликовано 25,1.1974 та опубликования описания 15.Х.19 Автор зобретени Уральское отделение Всесоюзного научн исследовательского института железнодорожного транспорта явител ННОГО НАПРЯЖЕНИЯУЕМОЙ ЧАСТОТЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОС В ПЕРЕМЕННОЕ РЕГУ 2 реобразователь постоя переменное регулнруе ий автономный инвер подключена длинная вной катушки, выпол четными отпайкамн, одсоединены одной из нсаторы, и нагрузочн тором и соответствующие диаграммы токов ин ап ря жени й. нного наой частоор, к вылиния в ен ной скаждой своих обый транПреобразователь постояннного напряже ния в переменное регулируемой частоты (см.фиг. 1) имеет однотактный автономный ннвертор 1 на тиристоре 2 и диоде 3, причем к выходу инвертора 1 подключена длинная линия 4 в виде индуктивной катушки 5, выполненной с четными н нечетными отпайками, к каждой из которых подсоединены одной нз своих обкладок конденсаторы б, и нагрузочный трансформатор 7, питающий нагрузку 8.Другие обкладки конденсаторов б соответственно объединены в четную и нечетную группы, к точкам объединения 9 и 10 которых подключена первичная обмотка 11 нагрузочного трансформатора 7. чнвает широкого ча позволяет получить выходного напряже не ооес зона ию форму преобразователе, с целью ого диапазона и получения рмы выходного напряжедки конденсаторов соответы в четную и нечетную объединения которых подя обмотка нагрузочного предлагаемоа чения частот оидальной фо другие обкла но объединен ы, к точкам ена первичнформатора. увелг синус ния, ствен группключтранс Отпирание тирис конденсаторов б ис нии 4. При этом в ра б поочередно буд ка, сдвинутый во вре 25 Из диаграмм вид в цепи тиристора 2 прямоугольной. Лмп цепи тиристора 2 оп напряжением на кон ной линии 4 и ее вНа фиг. 1 пре мого преобразова ния в переменное нота ктн ы м и ивер диаграммы токов то ке, с двухтакт ствующие диагра на фиг. 3 - то и дставлена схема предлагаетеля постоянного напряжерегулируемой частоты с одтором н соответствующие и напряжений; на фиг. 2 - ным инвертором и соответммы токов и напряжений; е, с многоячейковым инверИзвестен ппряжения вты, содержащходу котороговиде индуктичетными и неиз которых пкладок кондесформатор.Однако онстотного диапсинусоидальнния. тора 2 вызывает разряд кусственной длинной лидепн каждого конденсатоет протекать импульс томени.но, что импульс тока меет форму, близкую к чнтуда импульса тока в ределяется максимальным денсаторах б искусственолновым сопротивлением:(6) 55 60 65 где У, - максимальное значение напряженияна линии 4;Е, - индуктивность одной секции индуктивной катушки 5 линии 4;С, - емкость одного конденсатора б линии 4.Длительность импульса тока в цепи тиристора 2 равна где К - количество ячеек линии.В цепи конденсатора б каждой ячейки искусственной линии 4 будут протекать импульсы тока амплитудой Как видно из диаграмм, импульс тока в цепи конденсатора каждой ячейки искусственной линии сдвинут во времени на величину В момент отпирания тиристора 2 импульс тока протекает в первой ячейке. Затем появляется импульс тока во второй ячейке и т. д. В процессе разряда конденсаторов 6 искусственной длинной линии 4 поочередно протекают импульсы тока в полуобмотках нагрузочного трансформатора 7.1 Поскольку токи полу- обмоток трансформатора 7 создают магнитный поток встречного направления, то в цепи вторичной обмотки трансформатора 7 н нагрузки 8 будет протекать переменный ток, частота которого будет определяться соотношением: Из этого выражения видно, что частота колебаний на выходе предлагаемого преобразователя в К раз больше частоты импульсов токав цепи тиристора 2. Через время, равное Т, ток меняет свое направление и переходит в цепь встречного диода д. При этом также в цепи конденсаторов 6 ячеек искусственной линии 4 будут протекать короткие импульсы тока, а в цепи обмоток трансформатора 7 и нагрузки 8 будет протекать переменный ток частоты 1. 5 1 О 15 20 Во время протекания тока через встречный диод 8 к тиристору 2 прикладывается обратное напряжение, равное падению напряжения на диоде д, и обеспечивается восстановление управляемости тиристора 2. Очевидно, для обеспечения надежной работы пнвертора 1 длпгельность импульсов тока, формируемых искусственной линией 4, должна быть больше времени выключения тпристора 2.В момент подхода анодного то а встречного диода 8 к нулю восстанавливается напряжение на тиристоре 2, и искусственная дл 1 шная линия 4 подзаряжается от источника питания через реактор. Через некоторое время подается импульс тока управления для отпирания тиристора 2, и процессы в схеме преобразователя повторя 1 отся.В установившемся режиме работы предлагаемого пр.образователя максималыгое значение напряжения на линии становится рав- ным 1 а Е 1 1 - 4 КУ 1.Сгде 1, - частота повторения импульсов тока управления, или частота инвертирования.По принципу работы однотактцого инвертора 1 необходимо обязательно создавать паумежду выключением встречного д 11 ода 8 и отпиранием тирпстора 2, что вызывает обязательное наличие паузы в колебаниях высокой частоты. Величина паузы может быть значительно сокращена применением в предлагаемом преобразователе двухтактного инвертора 12 (см. фиг. 2) со встречно-параллельным соединением тиристоров 13, 14 и диодов 15, 16.По такому принципу можно выполнить и многоячейковый преобразователь (см. фиг. 3). Он состоит из трехячейкового последовательного цнвертора 17 с тремя искусственнымп длинцымп линиями 24, 25, 26, Отпирание тиристоров производится в последовательности 18, 28, 19, 21, 20, 22, При этом искусственные линии 24 - 26 поочередно заряжаются и разряжгпотся через тпрпсторы 18 - 28 инвертора 17. Прп такой последовательности отпирания тиристоров 18 - 28 время, отводимое для восстановления управляемости тпрцсторов, равно двойной длительности импульса тока, формируемого линией,Многоячейковый преобразователь обеспечивает получение непрерывных колеоаций высокой частоты при снижении частоты коммутаций тиристоров 18 - 28 инвертора 17 в несколько раз. Однако его можно использовать только в случае, когда нагрузка 8 изменяется в небольших пределах. В противном случае будет происходить значительное увеличение напряжения на тиристорах 18 - 28 инвертора 17 и их пробой.Предлагаемый преобразователь при использовании отечественных тирпстооов ца средний ток 50 асдопустпмой скоростью на5растания анодного тока 100 а/мсек обеспечивает получение колебаний частотой 50 кгпв при уменьшении тока через тиристоры в 2 - 3 раза против номинального. При этом искусственная длинная линия 4 преобразователя, выполненного по схеме фиг. 1, содержит максимум 10 ячеек, а частота инвертирования не превышает 4000 гц. Многоячейковый вариант преобразователя позволяет уменьшить частоту инвертирования пропорционально количеству ячеек инвертора 17 и облегчить использование в искусственной линии 24 2 б конденсаторов б, предназначенных для работы в импульсном режиме в установках низких частот,Предлагаемый преобразователь может быть использован для питания индукционных нагревателей, ультразвуковых вибраторов, радиопередатчиков и в качестве промежуточного звена при преобразовании постоянного тока одного напряжения в постоянный ток другого напряжения.Предмет изобретенияПреобразователь постоянного напряженияв переменное регулируемой частоты, содержащий автономный инвертор, к выходу которого подключена длинная линия в виде индуктив ной катушки, выполненной с четными и нечетными отпайками, к каждой из которых подсоединены одной из своих обкладок конденсаторы, и нагрузочный трансформатор, отличающийся тем, что, с целью увеличения ча стотного диапазона и получения синусоидальной формы выходного напряжения, другие обкладки конденсаторов соответственно объединены в четную и нечетную группы, к точкам объединения которых подключена первичная 0 обмотка нагрузочного трансформатора.Подп испоССР Го Харьк, фил. пред. Патент Изд.420арственного комитео делам изобретениМосква, Ж, Раушск Тираж 734Совета Мииистрои открытийя иаб а. 45