УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ АВТОНОМНОГО ИНВЕРТОРА Российский патент 1995 года по МПК H02M7/523 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в организациях и на предприятиях, которые разрабатывают, изготовляют и эксплуатируют автономные инверторы, генерирующие токи высокой и регулируемой частоты. Преимущественная область его использования электронная промышленность и радиостанции.

Известно устройство для испытания автономного инвертора, в котором резистор переменного сопротивления подключается к выходу испытуемого инвертора через трансформатор с неизменным коэффициентом трансформации. Недостатками этого устройства являются расход электроэнергии в резисторе, а при больших мощностях инвертора - значительные габариты и масса резистора.

Известно также, что для испытания автономного инвертора можно использовать устройство, представляющее собой преобразователь энергии переменного тока на входе в энергию переменного тока на выходе с промежуточным преобразованием в постоянный ток. При этом энергия испытуемого автономного инвертора передается в трехфазную сеть промышленной частоты. Производится преобразование частоты (как правило, высокой частоты автономного инвертора в частоту 50 Гц) и преобразование числа фаз - преобразование осуществляется между однофазной цепью на входе и трехфазной цепью на выходе устройства. Это известное устройство содержит однофазный выпрямитель, подключенный входом к выходу испытуемого автономного инвертора через трансформатор, и трехфазный инвертор, ведомый сетью, вход которого присоединен к выходу однофазного выпрямителя [1; 2]. Его недостатки связаны с двойным преобразованием энергии, что приводит к повышению стоимости, габаритов и массы.

Целью изобретения является снижение стоимости и улучшение массогабаритных показателей устройства для испытания автономного инвертора за счет возврата энергии инвертора на его вход.

Для возврата энергии инвертора применен однофазный выпрямитель, вход которого через трансформатор подключен к выходу испытуемого инвертора, а выход однофазного выпрямителя соединен с входом испытуемого инвертора так, что напряжения выпрямителя и источника, питающего инвертор, направлены встречно. Для регулирования нагрузки инвертора трансформатор выполнен с устройством для регулирования под нагрузкой его коэффициента трансформации.

Предлагаемое устройство выгодно отличается от известного (1; 2) тем, что в нем отсутствует двойное преобразование энергии, оно не содержит трехфазного инвертора, ведомого сетью. В результате снижается стоимость, улучшаются массогабаритные показатели, уменьшаются потери энергии.

На чертеже представлено предлагаемое устройство. Оно содержит схему устройства для испытания автономного инвертора 1, схему автономного инвертора 2, схему источника 3, питающего автономный инвертор, и их соединения между собой. Устройство для испытания автономного инвертора 1 содержит трансформатор 4 и однофазный выпрямитель 5. Автономный инвертор 2 содержит два запираемых тиристора 6, два реактора 7 и конденсатор 8. Источник питания 3 представляет собой обычно выпрямитель, состоящий из трехфазного трансформатора 9, трехфазного вентильного моста 10 и выходного фильтра из реактора 11 и конденсатора 12. Вход однофазного выпрямителя 5 подключен к выходу автономного инвертора 2 через трансформатор 4, выполненный с устройством РПН для регулирования под нагрузкой его коэффициента трансформации. Выход однофазного выпрямителя 5 соединен с входом автономного инвертора 2 так, что напряжения однофазного выпрямителя 5 и источника 3, питающего автономный инвертор, направлены встречно.

Устройство 1 работает следующим образом. Переменный ток, генерируемый инвертором 2 при поочередном отпирании запираемых тиристоров 6, передается через трансформатор 4 и выпрямляется однофазным выпрямителем 5. Выпрямленный ток с выхода устройства 1 поступает на вход испытуемого инвертора 2. В результате этого инвертор 2 питается одновременно от источника 3 и устройства 1. От источника 3 при этом забирается небольшая часть энергии, расходуемая в виде потерь в элементах инвертора 2 и устройства 1. Для регулирования тока инвертора 2 изменяется коэффициент трансформации трансформатора 4 так, чтобы при заданном токе постоянная составляющая выпрямленного напряжения на выходе устройства 1 равнялась постоянной составляющей напряжения источника питания 3.

В результате анализа установившегося режима работы системы автономный инвертор 2 - устройство 1, получено, что действующее значение тока на выходе автономного инвертора (в первичной обмотке трансформатора 4) имеет вид
I = 1 - , где U - напряжение на входе автономного инвертора;
R_э - эквивалентное сопротивление, пропорциональное волновому сопротивлению контура "реактор 7 - конденсатор 8",
К - коэффициент трансформации трансформатора 4 (К = W₂/W₁; W₂ и W₁ - число витков соответственно вторичной и первичной обмотки при определенном положении устройства РПН).

Из этой формулы следует, что ток I > 0 при К > 2. Для повышения нагрузки испытуемого автономного инвертора следует изменять коэффициент трансформации К в сторону увеличения.

Конкретный автономный инвертор, генерирующий ток с частотой 25 кГц, имеет номинальную загрузку при К = 2,26. Для регулирования тока автономного инвертора (при его испытании с предлагаемым устройством) от 0,2 до 1,2 от номинального тока необходимо изменять коэффициент трансформации от К = 2,04 до К = 2,32. Среднее положение устройства РПН должно соответствовать коэффициенту трансформации, равному 2,18. От среднего положения устройство РПН изменяет "К" ступенями. Если выбрать величину одной ступени, равной 1%, то получается семь ступеней как в сторону уменьшения "К", так и в сторону его увеличения.

Использование: в преобразовательной технике. Сущность изобретения: устройство содержит однофазный выпрямитель в виде диодного моста. Трансформатор выпрямителя имеет устройство для регулирования под нагрузкой коэффициента трансформации. Выход выпрямителя соединен с выходом источника, питающего испытуемый автономный инвертор. Нагрузка инвертора регулируется изменением коэффициента трансформации трансформатора. Энергия, вырабатываемая испытуемым инвертором, возвращается на его вход. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ АВТОНОМНОГО ИНВЕРТОРА, содержащее однофазный выпрямитель, подключенный входом к выходу испытуемого автономного инвертора через трансформатор, отличающееся тем, что, с целью снижения стоимости и улучшения массогабаритных показателей за счет возврата энергии инвертора на его вход, трансформатор однофазного выпрямителя выполнен с устройством для регулирования под нагрузкой его коэффициента трансформации, а выход однофазного выпрямителя соединен с входом автономного инвертора так, что напряжения выпрямителя и источника, питающего автономный инвертор, направлены встречно.