Преобразователь постоянного напряжения в переменное Советский патент 1983 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к преобразо вательной техника и может быть испол зовано в системах электропитания устройств связи, автоматики и вычислительной техники. Известны тиристорные преобразова тели со звеном повышенной частоты, .способные работать на активно-индук гивную нагрузку и не содержащие уэfiOB компенсации реактивной мощности. ; Преобразователь состоит из инверiropa повышенной частоты с выпрямителем, нагруженным инвертирующими клювами, выход которых подкгаочен к нагрузке. Последовательно с нагрузкой рключен датчик тока, управляющий работой упомянутых ключей и формирователи импульсов управления инвертором повышенной частот Ij. Недостатком такого преобразовател являются тройное преобразование энер гии (постоянное напряжение преобра- /зуется в переменное повышенной часто ты и изменяющейся во времени ампли руд, переменное напряжение преобразуется в постоянное и постоянное, преобразуется в переменное низкой частоты), при котором снижается КПД, так как ток протекает последовательно по крайней мере через четыре полупроводниковых прибора. Кроме того, недостатком также является невозможность работы на низ кокосинусную нагрузку, так как при большой постоянной времени цепи нагрузки ток нагрузки не успевает снизиться до нуля за четверть периода низкой частоты. . Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь, содержащий резонансный инвертор, последователь- но с тиристорами которого включена первичная обмотка реактора с выведен ной средней точкой, одна из вторичных обмоток (обмотка рекуперации избыточной энергии в источник) подключена через тиристор к источнику питания встречно- относительно его выводов, а другая вторичная обмотка с выведенной средней точкой (нагрузочная- обмотка) подключена к двум последовательно соединенным тиристорам, причем между выводами средней точки и точкой соединения тцристоров включена нагрузка с фильтром 2. Недостатками известного преобразователя являются невозможность работы на актив но-индуктивную нгГгрузку так Kai4 в устройстве отсутствуют цеп возврата реа5 тивной мощности нагрузки в источник.; искажение синусоидалв ной форлы выходного напряжения при работе в режиме близком к холостому ходу. , Целью изобретения является расширение функ11иональных возможностей преобразователя путем обеспечения его работы на активно-индуктивйую нагрузку при сохранении синусоидальной формы выходного напряжения в режимах близких к холостому ходу. Поставленная цель.достигается тем, что преобразователь постоянного напряжения в переменное, йрдержащий последовательный тиристорный инвертор, выполненный по полумостов й схеме с выходным реактором и узлом рекуперации избточной энергии реактора, подключенные ко вторичной обмотке реактора, выполненной со средним выводом, тиристоры делителя частоты соединенные с первым выходным выводом, причем второй выходной вы-: : вод подключен к среднему выводу вторичной обмотки реактора, а также выходной фильтр, снабжен полностью управляеколм полупроводниковым ключом и мостовым выпрямителем, входом подключенным к выходным выводам, а выходом через полностью управляемый полупроводниковый ключ - к введенной дополнительной обмотке реактора. Это позволяет получить цепь управляемого возврата реактивной мощности шагрузки в источник питания и сохра.т нить на нагрузке синосоидальную фор-, му напряжения при изменении ее величины и COS . На фиг. 1 представлена принципиальная схема-предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие его работу. Преобразователь состоит из последовательного резонансного инвертора 1 повышенной частоты, с отделенной от нагрузки цепью коммутации, i цепи рекуперации 2 избыточной энергии в источник и подключенного ко вторичной обмотке 3 реактора 4 двухплечевого делителя частоты с тиристорами 5 и 6. Параллельно нагрузке 7 включен выпрямительный мост 8, выход которого через, полностью управляемый полупроводниковый ключ 9 соедин.ен с дополнительной обмоткойЮ реактора 4. Для пояснения работы схемы рассмотрим работу преобразователя на активную нагрузку в режиме, близком к холостому ходу. При подаче импульса управления на тиристор резонансного инвертора 1 повышенной частоты происходит колебательный перезаряд коммутирующего конденсатора. При достижении напряжением на обмотке цепи рекуперации величины, равной напряжению источника питания, открывается диод в цепи 2 рекуперации, и начинается линейный спад тока в реакторе. При зтом происходит сравнение спадающего тока с сигналом генератора эталонной синусоидальной формы. В момент их равенства подается импульс управления на тиристор 5 двухплечевого делителя частоты, и ток из обмотки рекуперации коммутируется в нагрузочную обмотку. .При протекании тока через нагрузочную обмотку происходит заряд конденсатора фильтра. Напряжение на конденсаторе фильтра постоянносравнивется с напряжениями Uat, и i) эТа двух эталонных генераторов с синусоидальной формой кривой, отличающейся амплитудой и одинаковой частотой равиой чистоте вьисоднрго напряжения U, инвертора (фиг, 2 и 3). Предположим, что во время рассмат риваемого периода высокой частоты н 1 этапе (передачи энергии в конденсатор фильтра), произошло превышение напряжения на нем над большим этёшонным напряжением U . Тогда после; окончания тока в нагрузочной обмотке реактора, открывается пол- ностью управляемый полупроводниковый ключ 9, и конденсатор фильтра разряжается на дополнительную обмотку 10 (реактора (П этап). Как .только напряkeниe на нём станет, равно напряжению еталонного генератора ключ 9 закрывается, и ток коммутируется из дополнительной обмотки 10 в обмотку рекуперации энергии. Таким образом, часть реактивной энергии конденсс тс.ра фильтра возвращается в источник питания Технико-экономические преимуцест-. на предлагаемого преобразователя по сравнению с широко распространенным инвертором тока с дроссельно-вентильным компенсатором на стороне нагрузки состоит в отсутствии добавочных низкочастотных компенсаторов реактив ной мощности; возможности работы на нагрузку любого характера и в режиме холостого хода без ухудшения фсфмл кривой выходного напряжения; возможности формирования выходного напряжения заданной формы, обусловленной возможностью управления, как процессом потребления энергии из источника тока и возврата в источника реактивной энергии нагрузки и реактора.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГ НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, содержащий последовательный тйристорный инвертор , выполненный по полумостовой схеме с выходным реактором и узлом , рекуперации избыточной энергии реак-. тора, подключенные к вторичной реактора, выполненной со среднимвыводом, тиристоры делителя частоты, соединеные с первым выходным выводом. Причем второй выходной вывод ., подключен к среднему вывоДу вторич-; ной обмотки реактора, а также выходу ной фильтр, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения работы яа активно-индуктивную нагрузку, он снабжен полностью управляе1 №1м полупроводниковым ключом и мостовым выпрямителем, входом под ключенным к выходным выводам, а выхо- дом через полностью управляемый проводниковый KJiicrit - к введенной .дополнительной обмотке реактора. f

Uyr,