ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ СО СГЛАЖИВАЮЩЕЙ ЦЕПЬЮ Российский патент 2021 года по МПК H02M1/16 

Предложение относится к электротехнике и используется в преобразователях частоты.

Широко известный /1/ инвертор напряжения, содержащий одно или несколько плеч, составленных из двух последовательно включенных между полюсами источника запираемых вентилей, шунтированных обратными диодами и конденсаторами. Недостаток такого резонансного инвертора состоит в относительно низкой надежности, вызванной большими пиками токов в вентилях и их увеличенном нагреве.

Наиболее близким по технической сути и достигаемым результатам является инвертор /2/ напряжения со сглаживающей цепью, содержащий одно или несколько плеч, составленных из двух последовательно включенных между полюсами источника запираемых вентилей, шунтированных обратными диодами, двух конденсаторов, каждый из которых одним выводом подключен к разным полюсам источника, резистора присоединенного к выходу инвертора. Имеется также и второй резистор включенный аналогично. Недостаток устройства состоит в сложности, обусловленной большим количеством резисторов. Техническим результатом предложения является упрощение. Технический результат достигается за счет того, что вторые выводы резистора и двух конденсаторов соединены вместе.

На чертеже фиг. 1 представлена схема инвертора напряжения со сглаживающей цепью. К источнику 1 постоянного тока присоединены два идентичных полумостовых блока 2 и 3 инвертора. Блок 2 раскрыт подробно. Блоки содержат последовательно включенные между полюсами запираемые вентили 4,5, шунтированные встречными диодами 6 и 7. Конденсаторы 8 и 9 также включены последовательно между полюсами и их средняя (общая) точка через резистор 10 соединена с общей точкой вентилей 4, 5, которая являясь выходом инвертора, присоединена к нагрузке 11, которая преимущественно имеет индуктивный характер.. Имеется блок управления 12, подающий управляющие сигналы на вентили 4, 5 блоков 2 и 3.

Инвертор работает следующим образом. Он преобразует энергию постоянного тока источника 1 в переменный ток регулируемой частоты и величины напряжения. С этой целью блок 12 управления известным образом подает на вентили 4, 5 блоков 2 и 3 управляющие сигналы. В соответствии с этими сигналами вентили 4,5 включаются и выключаются. Эти процессы переключения вентилей вызывают перенапряжения, которые смягчаются конденсаторами 8,9 совместно с резистором 10. Однако основная задача этих цепочек состоит в другом - в фильтрации выходного напряжения (на нагрузке 11). Особенно такая фильтрация полезна в моменты формирования низких значений напряжения - при переходе огибающей выходного напряжения через нуль от одной полярности до другой. Так как для формирования близкой к синусоиде форме выходного напряжения используется метод широтно-импульсной модуляции, то в моменты перехода огибающей напряжения через ноль, импульсы напряжения становятся очень короткими, а паузы - длительными. В результате в выходном напряжении возникают паузы так называемого мертвого времени. Известный метод борьбы с таким эффектом состоит в слежении за знаком выходного тока и управлении широтно-импульсной модуляцией по результатам этого слежения. Однако такой способ усложняет высоковольтный инвертор. Конденсаторы 8,9, будучи заряжены, заполняют эти паузы напряжения. При этом по сравнению с прототипом уменьшается количество резисторов, что упрощает установку и повышает ее надежность.

Источники информации

1. Патент РФ на полезную модель №5296RU. МКИ Н02Н 7/122.

2. Овчинников И.Е. Вентильные электрические двигатели и приводы на их основе. СПб., Корона-век, 2007. с. 96, рис. 3.6.

Изобретение относится к преобразовательной технике. Заявлен инвертор напряжения со сглаживающей цепью, который может быть использован в преобразователях частоты. Технический результат - упрощение. Конденсаторы (6, 7) и резистор (8) улучшают форму выходного напряжения, особенно в зоне малых напряжений. Кроме того, уменьшается количество резисторов. 1 ил.

Инвертор напряжения со сглаживающей цепью, содержащий по крайней мере два плеча, составленных из двух последовательно включенных между полюсами источника постоянного тока запираемых вентилей, шунтированных обратными диодами, два конденсатора, каждый из которых одним выводом подключен к разным полюсам источника постоянного тока, резистор, соединенный с общей точкой запираемых вентилей одного из плеч инвертора, отличающийся тем, что второй вывод резистора соединен с общей точкой конденсаторов, при этом общие точки запираемых вентилей являются соответствующими выводами инвертора.