Инвертор Советский патент 1984 года по МПК H02M7/537 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания для преобразования постоянног напряжения посредством инверторов. Известен инвертор, в котором трансформатор выполнен на нескольки магнитопроводах, каждый из которых охвачен обмотками, соединенными с соответствующими преобразовательным ячейк., а выходные обмотки охватывают все магнитопроводы Cll, Недостатком такого инвертора являются трудности получения высокопо тенциальной изоляции и ограниченное количество ячеек, которые могут быт объединены в одном устройстве, так как технология изготовления трансформатора Существенно усложняется, если вторичные обмотки необходимо наматывать более чем на 3-4 сложенн вместе сердечника, на каждом из которых уже имеется первичная обмотка. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является инвертор, содержащий N преобразовательных ячеек и общий выходной тран форматорный узел, имекщий N первых сердечников, на каждом из которых расположена первичная обмотка, соед ненная с выходом соответствующей преобразовательной ячейки,- и вторые сердечники, на части.которых распо ложены вторичные обмотки, а все сер дечники обхвачены короткозамкнутым витком. В этом инверторе могут быть получены значительно более высокие значения прочности изоляции и практически отсутствуют «технологические ограничения числа объединенных магнитопроводов C2l. Недостатком этого инвертора явля ется снижение КПД и коэффициента передачи с ростом частоты преобразо вания вследствие плохой магнитной, связи короткозамкнутого витка с обмотками. Цель изобретения повьшение КПД и расширение частотного диапазона инвертора. Указанная цель достигается тем, что в инверторе содержащем N преобразовательных ячеек и общий выходной трансформаторный узел, имеющий N первых сердечников, на каждом из которых расположена первичная об мотка, соединенная с выходом соот.ветствующей преобразовательной ячейки , и вторые сердечники, на которых расположены вторичные обмотки, а все сердечники охвачены первым короткозамкнутым витком, сердечники выполнены тороидальными и введен по меньшей мере -ОДИН второй короткозамкнутый виток, плоскость которого сдвинута вокруг общей оси симметрии сердечников на угол 180 относительно плоскости первого короткозамкнутого витка. При введении 2М дополнительных короткозамкнутых витков они разделены на М пар, в каждой из которых плоскости витков сдвинуты на угол 180°, а угол сдвига соседними парами составляет 180 /М+1. Короткозамкнутый виток может быть также выполнен в виде двух токопроводящих поверхностей, одна из которых проходит внутри сердечников, другая - снаружи сердечников, а торцы цилиндров электрические соединены между собой. На чертеже показана схема инвертора. Инвертор содержит инверторные ячейки I и общий выходной трансформаторный узел. 2, имеющий N первых сердечников 3, на каждом из которых расположена первичная обмотка, соединенная с входом соответствующей преобразовательной ячейки, и вторые сердечники 4, на которых расположены вторичные обмотки, а все сердечники имеют общую ось симметрии и охвачены короткозамкнутыми витками 5.1 , 5.2. Инвертор работает следующим образом. Выходные напряжения инверторных ячеек 1 создает ток в первичных обмотках узла 2. Магнитный поток сердечников 3 наводит ток в витке 5.1. Создаваемый этим током магнитный поток вторых сердечников 4 наводит выходное напряжение во вторичных обмотках, приложенное к нагрузке 6. Если количество и тип первых и вторых сердечников одинаковы, то без учета потерь справедливо равенство и К N и , где /1 - выходное напряжение инвертора;и - выходное напряжение инверторных ячеек; 3 1116 К - отношение числа витков обмоток, расположенных на первых и вторых сердечникак;N - количество первых и вторых5 сердечников. „ Часть магнитного потока витка с , X . „ „„ 5.1, не зэмыкающаяся в сердечниках, характеризует потоки и индуктивность рассеяния. Именно эта составлякнцая магнитного потока К.З витка наклад шает ограничения на КОД, коэффициент передачи, частотные характеристики и показатели электрической прочности инвертора. БЙагодаря тому, что поля 094 рассеяния К.З витков 5.1 и 5.2 повернуты на I80 , результирующее магнитное поле рассеяния значительно меньше, чем в случае одного К.З витка. Следующим шагом на пути уменьшения полей рассеяния является увеличение количества пар К.З витков. сдвинутых вокруг оси симметрии сер к , . дечников друг относительно друга на i йп угол где М - число допсшни, „ „ „ тельных пар К.З витков. Когда число Р. Устремится к бесконечности, множество пар К.З витков превратится в две цилиндрические, замкнутые между собой токоведущие поверхности.

1. ИНВЕРТОР, содержащий N преобразовательных ячеек и общий выходной трансформаторный узел, имеющий N первых сердечников, на каждом из которых расположена первичная обмотка, соединенная с выходом соответствующей преобразовательной ячейки, и вторые сердечники, на которых расположены вторичные обмотки, а все сердечники охвачены первым короткозамкнутым витком, о тличающийся тем, что, с целью повьппения КПД и расширения частотного диапазона, сердечники Г выполнены тороидальными и введен по меньшей мере один второй короткозамкнутый виток, плоскость которого сдвинута вокруг общей оси симметрии сердечников на угол I80 относительно плоскости первого короткозамкнутого витка. 2.Инвертор по п. 1, отличающийся тем, что введено 2 М дополнительных короткозамкнутых витков с взаимным расположением плоскости со сдвигом на угол 180 ° в каждой из 180 М-пар и на угол между соседниМ ми парами витков. 3.Инвертор по п. 1,отличающий с я тем, что короткозамкнутый СП виток выполнен в виде двух токопроводящих поверхностей одна из которых проходит внутри сердечников, другая - снаружи сердечников, 5 а торцы цилиндров электрически соединены между собой.