УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ИНВЕРТОРОВ Российский патент 2011 года по МПК G05F1/613 H02M7/493 H02M7/5381 

Устройство относится к силовой преобразовательной технике, а именно к управлению автономными инверторами, включенными параллельно на общую нагрузку.

Известное устройство для обеспечения параллельной работы автономных инверторов (а.с. № 640393, 1978 г.) содержит блок логики, ключи, делитель напряжения, интеграторы, нуль-орган и блоки формирования и усиления импульсов. Недостатками устройства являются низкая надежность и сложность системы управления.

В качестве прототипа выбрано устройство обеспечения параллельной работы автономных инверторов (заявка на изобретение № 93052103/07, МПК H02J 3/38). Устройство для обеспечения параллельной работы автономных инверторов содержит первый и второй автономные инверторы, однофазно-трехфазный трансформатор с вращающимся магнитным полем, имеющий четыре первичные обмотки и трехфазную вторичную обмотку, первый и второй фазосдвигающие конденсаторы, а также систему управления.

Недостатком устройства является то, что система управления не обеспечивает стабилизацию выходного напряжения.

Техническим результатом поставленной задачи является обеспечение параллельной работы однофазных автономных инверторов на трехфазную нагрузку.

Задача достигается тем, что в устройстве для обеспечения параллельной работы автономных инверторов, содержащем первый и второй автономные инверторы, однофазно-трехфазный трансформатор с вращающимся магнитным полем с четырьмя первичными и трехфазной вторичной обмотками, первый и второй фазосдвигающие конденсаторы, систему управления, содержащую формирователь импульсов, согласно изобретению система управления содержит задающий генератор пилообразного напряжения, трансформаторно-выпрямительный блок и распределительное устройство, причем вход трансформаторно-выпрямительного блока соединен с нагрузкой, выход трансформаторно-выпрямительного блока соединен с первым входом формирователя импульсов, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора пилообразного напряжения, выход формирователя импульсов соединен с входом распределительного устройства, первый и второй выходы которого являются выходами системы управления.

Новизна заявленного технического решения обусловлена тем, что система управления обеспечивает синхронную работу автономных инверторов, а также стабилизацию напряжения.

По данным научно-технической и патентной литературы, неизвестна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема устройства для обеспечения параллельной работы автономных инверторов, а на фиг.2 - диаграммы напряжений, поясняющие принцип стабилизации напряжения.

Устройство для обеспечения параллельной работы автономных инверторов содержит выводы 1, 2 и 3, 4, к которым подключаются источники напряжения постоянного тока однофазных автономных инверторов 5 и 6 соответственно, которые выполнены по мостовой схеме на транзисторах. Система управления 7 обеспечивает параллельную работу автономных инверторов 5 и 6 и стабилизацию напряжения на нагрузке. В состав системы управления входят: задающий генератор пилообразного напряжения 8, трансформаторно-выпрямительный блок 9, формирователь импульсов 10 и распределитель импульсов 11. Причем выход трансформаторно-выпрямительного блока 9 соединен с первым входом формирователя импульсов 10, ко второму входу которого подключен выход генератора пилообразного напряжения 8. Выход формирователя импульсов 10 подключен к входу распределителя импульсов 10. Силовые выходы автономных инверторов соединены с первой и второй первичными обмотками трансформатора с вращающимся магнитным полем 12, которые размещены на его тороидальной части. Однофазно-трехфазный трансформатор с вращающимся магнитным полем может быть выполнен по конструкции, предложенной в патенте RU 2210167 А. Причем к первой и второй первичным обмоткам 13, 14 выводы инверторов присоединены непосредственно, а к третьей и четвертой первичным обмоткам 15, 16 - через фазосдвигающие конденсаторы 17 и 18. При этом каждая первичная обмотка 15 и 16 смещена в пространстве относительно первичных обмоток 13 и 14 соответственно на угол 90°. Кроме того, первичная обмотка 14 смещена в пространстве относительно первой первичной обмотки 13 и четвертая первичная обмотка 16 относительно третьей первичной обмотки 15 на угол 180°. Вторичные обмотки 19, 20 и 21 размещены на сердечнике трансформатора с вращающимся магнитным полем. При этом вторичные обмотки сдвинуты в пространстве относительно друг друга на 120°, образуя трехфазную симметричную систему напряжений. Выводы вторичных обмоток подключены к трехфазной нагрузке 22.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение от источников постоянного тока поступает на первый и второй входы однофазных автономных инверторов 5 и 6 (фиг.1), которые преобразуют эти напряжения постоянного тока в напряжения переменного тока. Однофазные напряжения инверторов прикладываются к первичным обмоткам 13-16 и фазосдвигающим конденсаторам 17 и 18. Так как первичные обмотки 13, 15 и 14, 16, к которым подключены автономные инверторы 5 и 6, включены согласно относительно друг друга, то магнитные потоки, создаваемые этими потоками в тороидальной части трансформатора с вращающимся магнитным полем, будут суммироваться. В результате во вторичных обмотках трансформатора будет наводиться суммарное ЭДС двух инверторов. Система управления 7 стабилизацию напряжения обеспечивает следующим образом. Задающий генератор 8 формирует пилообразное напряжение u_ЗГ (фиг.2, а) с необходимой частотой для нагрузки, которое подается на первый вход формирователя импульсов 10. На второй вход формирователя импульсов 10 поступает постоянное напряжение u_ТВБ (фиг.2, а) от трансформаторно-выпрямительного блока 9, величина которого пропорциональна номинальному напряжению на нагрузке. На выходе формирователя импульсов 10 формируются управляющие импульсы u_у (фиг.2, б), когда u_ЗГ>u_ТВБ, которые через распределитель импульсов 11 поступают на управляющие электроды транзисторов однофазных автономных инверторов 5 и 6. На выходе мостовых схем инверторов формируется разнополярное напряжение u_MC с углом управления α₁ (фиг.2, в), которое прикладывается к выходным фильтрам инверторов, обеспечивающее уменьшение напряжений высших гармоник и формирование, таким образом, синусоидальных напряжений u₁ и u₂ (фиг.2, г) на первичных обмотках трансформатора с вращающимся магнитным полем. Если, к примеру, напряжение на нагрузке уменьшается, то и уменьшается напряжение u_ТВБ на выходе трансформаторно-выпрямительного блока (фиг.2, д). Уменьшится угол управления α₂ и увеличится длительность сигналов, поступающих на управляющие электроды транзисторов автономных инверторов (фиг.2, е, ж). В результате увеличивается напряжение u₁ и u₂ на выходе автономных инверторов (фиг.2, з), что приведет к стабилизации напряжения на нагрузке.

Использование в составе устройства параллельной работы двух однофазных автономных инверторов, однофазно-трехфазного трансформатора с вращающимся магнитным полем и предложенной системы управления выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так как обеспечивает параллельную работу однофазных инверторов на трехфазную нагрузку.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в силовой преобразовательной технике, а именно для управления автономными инверторами, включенными параллельно на общую нагрузку. Техническим результатом является стабилизация напряжения при параллельной работе однофазных автономных инверторов на трехфазную нагрузку. Устройство для обеспечения параллельной работы автономных инверторов содержит первый и второй автономные инверторы, однофазно-трехфазный трансформатор с вращающимся магнитным полем с четырьмя первичными и трехфазной вторичной обмотками, первый и второй фазосдвигающие конденсаторы, систему управления, содержащую формирователь импульсов, задающий генератор пилообразного напряжения и распределительное устройство. Вход трансформаторно-выпрямительного блока соединен с нагрузкой, а его выход - с первым входом формирователя импульсов, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора пилообразного напряжения. Выход формирователя импульсов соединен с входом распределительного устройства, первый и второй выходы которого являются выходами системы управления. 2 ил.

Устройство для обеспечения параллельной работы автономных инверторов, содержащее первый и второй автномные инверторы однофазно-трехфазный трансформатор с вращающимся магнитным полем с четырьмя первичными и трехфазной вторичной обмотками, первый и второй фазосдвигающие конденсаторы, систему управления, содержащую формирователь импульсов, отличающееся тем, что система управления содержит задающий генератор пилообразного напряжения, трансформаторно-выпрямительный блок и распределительное устройство, причем вход трансформаторно-выпрямительного блока соединен с нагрузкой, выход трансформаторно-выпрямительного блока соединен с первым входом формирователя импульсов, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора пилообразного напряжения, выход формирователя импульсов соединен с входом распределительного устройства, первый и второй выходы которого являются выходами системы управления.