Устройство для управления инвертором со ступенчатой формой выходного напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02P13/18 

11 Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразователь ной технике,.и может быть использов но при построении вторичных источни ков питания. Известно устройство управления трехфазным инвертором, которое вьто нено на мультивибраторах, управляемых задающим генератором .I 3. Недостаток заключается в том, что н обходимо большее количество мультивибраторов (шесть) и в сложности формирования несимметричных импульсов управления ключами. Наиболее близким по технической сущности является устройство управления инвертором со ступенчатой фор мой выходного напряжения, состоящим из трехфазного моста, к фазам которого через блок ключей подкЛючен выход однофазного инвертора, пи тающегося от источника питания со средней точкой, содержащее последовательно соединенные задакядий гене ратор и двухфазный формирователь им пульсов, первый выход которого пред назначен для подключения к управляю щему входу однофазного инвертора, второй - соединен с входом кольцево го распределителя импульсов, состоя щего из шести ячеек., четыре несимметричных автогенератора, каждый из которых состоит из трансформатора, выполненном на стержневом и блоково сердечнике, с выходными обмотками, обмотками обратнойсвязи и первичны .ми обмотками, подключенными к транзисторам по схеме несимметричного автогенератора С2 1. Недостатком устройства является пониженная надежность из-за большог количества обмоток и соединений меж ду обмотками трансформаторов управления, а также повышенный расход,об моточного провода при изготовлении трансформаторов. Цель изобретения - повьш1ение надежности массогабаритных показателей. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управлени инвертором со ступенчатой формой выходного напряжения, состоящем из трехфазного моста, к фазам которого через блок ключей подключен выход однофазного инвертора, питающегося от источника питания со средней точ кой, содержащем последовательно сое диненные задающий генератор и двух3 -2 фазный формирователь импульсов, первый выход которого предназначен для подключения к управляющему входу однофазного инвертора, второй соединен со входом кольцевого распределителя импульсов, состоящего из шести ячеек, четыре несимметричных автогенератора, каждый из которых состоит из трансформатора, выполненного на стержневом или броневом сердечнике с выходными обмотками, обмотками обратной связи и пе|)вичными обмотками, подключенными к транзисторам по схеме несимметричного автогенератора, управлякацие входы первого, и второго транзисторов первого несимметричного автогенератора подключены к выходам первой и третьей ячеек кольцевого распределителя соответственно, управляющие входы транзисторов второго несимметричного автогенератора - к выходам четвертой и шестой ячеек распределителей, третьего несимметричного автогенератора - к выходам третьей и пятой ячеек, четвертого несимметричного автогенератора - к выходам шестой и второй ячеек кольцевого распределителя, причем первичные обмотки, обмотки обратной связи и выходные обмотки трансформаторов несимметричных автог.енерато- . ров расположены на первых стержнях соответствующих сердечников,первые выходные обмотки первого,второго,третьего и четв.ертого несимметричных автогенераторов предназначены для подключения к управляющим входам ключей первой и второй фаз трехфазного моста соответственно, вторые выходные обмотки, предназначенные для подключения к управляющим входам ключей третьей фазы., трехфазного моста, охватьщают два первых стержня сердечников трансформаторов двух фаз, выходные обмотки, предназначенные для подключения к первому управляющему входу блока ключей охватывают все вторые стержни четырех трансформаторов, выходные обмотки, предназначенные для под::лючения ко второму и третьему управлякицим входам блока ключей охватывают вторые стержни двух соответствующих трансформато- ров. На фиг. 1,а представлена принципиальная электрическая схема инвертора J на фиг.2 - схема расположения обмоток на трансформаторе; 31 на фиг, 3 -.временные диаграммы работы устройства. Устройство содержит последователь но включенные задающий генератор 1, двухфазный преобразователь 2,3,кольценой распределитель 4 с трансформаторами управления 5-8, однофазный инвертор 9, блок ключей 10, ключи 11,12 трехфазного моста 13, тран зисторы 14 в схеме автогенератора, обмотки 15-20 трансформаторов 5-8 подключены к управляющим входам блока ключей 10 и ключей 11,12, трех- фазный мост 13, один из выходов инвертора 9 подкхвочен параллельно нагрузке через блок ключей 10, а другой выход - последовательно с нагрузкой.. Устройство работает следующим образом , При подключении устройства управления к источнику питания запускается задающий генератор 1, который управляет двухфазным преобразователем 2,3, частота которого в 2 раза меньше частоты задающего генератора 1, Один из выходов двухфазного .преобразователя 2,3, управляет однофазным инвертором 9, а другой - коль цевым распределителем 4, на выходе которого формируются импульсы управ ления ключами 11,12 трехфазного моста 13 и блоком ключей 10, Для управления ключами П , 12 и бло ком ключей 1U фазы, например А, необ ходимы импульсы управления .З которые сформированы с помощью схемы управления на трансформаторах 5,6 Если импульс и5 (фиг,3) формируетс г на обмотках трансформаторов 5, а и./ - на обмотках трансформатора. 6, то для получения импульса для управления клю чем 4 этой фазы необходимо соединить две обмотки на трансформаторах 5,6 последовательно, что приводит к дополнительным двум пайкам на каждое такое соединение. Наиболее рациональным является получение этого напряжения на обмотке,схватывающей два сердечника транс форматоров управления ключами 11,12 данной фазы, В данном случае, мы суммируем магнитные потоки Ф5, Ф6 сердечников трансформаторов 5,6 и получаем суммарный магнитный поток Ф5+Ф6, который наводит ЭДС (напряжение) управления блоком ключей 10 дан 134 ной фазы на обмотке 18, охватывающей два сердечника трансформаторов управления ключами этой фазы. Для управления ключами 11,12 третьей фазы используются обмотки 1У, охватывающие два стержня Трансформаторов управления двух разных фаз (крайние стержни ) фиг,2, Здесь также (фиг,3,г) происходит сложение магнитных потоков, Ф5 и Ф7, Сфб и Ф8), Суммарные магнитные потоки (Ф5 + Ф7) и (.Ф6 + Ф8) наводят.ЭДС I напряжение) управления ключами 11,12 третьей фазы. Для управления блоком ключей 10 третьей фазы используется обмотка. На крайних стержнях, поверх выходных обмоток управления ключами 11,12 двух фаз, располагаются обмотки 19 управления ключами 11,12 третьей фазы, Для построения такой конструкции основную роль играет выбор импульсов управления, В четырех (средних) сердечниках суммируются все четыре магнитных потока трансформаторов управлений 5-8, Суммарным потоком наводится в обмотке ЭДС (напряжение) управления блоком ключей 10 третьей фазы. Для практической реализации необходимо проделать следующее. На одном стержне наматываются первичные обмотки 15, обратной связи 16 и выход- . ные 17 для управления ключами 11,12 фазы. Затем свободные стержни соединяются и на них располагаются обмотки 18 для управления блоком ключей 10 этой же фазы. Затем по два соединенных трансформатора соединяются и на средних стержнях поверх обмоток управления блоком ключей 10 двух фаз располагаются обмотки 20 для управления блоком ключей 10 третьей фазы. Такое соединение сердечников трансформаторов является очень сложным. Поэтому наилучшим выбором являются импульсы управления ключами 11,12 двух фаз, так как импульсы управления ключами 11,12 третьей фазы получаются путем сложения тех же импульсов двух фаз, а импульс управления ключом 4 третьей фазы получается суммой импульсов управления ключами 4 других фаз, последние путем суммирования импульсов управления ключей 11,12 своей фазы. При таком изготовлении нет необходимости в дополнительных соединениях AByk блоков, что уменьшает число соединений на 12, а также уменьшается число х бмоток на 4 на каждом трансформаторе управления.

Таким образом, повьшается надежность блока управления. Одновременно сокращается расход.меди при

намотке вторичной обмотки для управ ления дополнительными ключами переменного тока примерно на 25%, так как уменьшается общая длина одного витка на 25%, что в пересчете на весь трансформатор составляет примерло 10%.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРОМ СО СТУПЕНЧАТОЙ ФОРМОЙ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, состоящим из трехфазного моста, к фазам которого через блок ключей подключен выход однофазного инвертора, питающегося от источника питания со средней точкой, содержащее последовательно соединенные задающий генератор и двухфазный формирователь импульсов, первый выход которого предназначен для подключения к управляющему входу однофазного инвертора, второй соединен с входом кольцевого распределителя импульсов, состоящего из шести яч€зк, четыре несимметричных автогенератора, каждый из которых состоит из транс рматора, выполненного на стержневом или броневом сердечнике, с выходными обмотками, обмотками обратной связи и первичными обмотками, подключенными к транзисторам по схеме несимметричного. автогенератора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и массогабаритных показателей, уп-, равляющие входы первого и второго транзисторов первого несимметричного .автогенератора подключены к выходам первой и третьей ячеек кольцевого распределителя соответственно, управляющие входы транзисторов второго несимметричного автогенератора - к выходам четвертой и шестой ячеек распределителя, третьего несимметричного автогенератора - к выходам третьей и пятой ячеек, четвертого несимметричного автогенератора - к выходам шестой и второй ячеек кольцевого распределителя, причем первичные Обмотки, обмотки обратной г связи и ВЕзкодные обмотки трансформаторов несимметричных автогенераторов расположены на первых стержнях соответствующих сердечников, первые выходные обмотки первого, второго, третьего и четвертого несимметрич§ ных автогенераторов предназначены для подключения к управляющим входам ключей первой и второй фаз трехфазIsD ного моста соответственно, вторые выходные обмотки, предназначенные СО для подключения к управляющим вхо дам ключей третьей фазы трехфазного моста, охватывают два первых стерж00 ня Сердечников трансформаторов двух фаз, выходные обмотки, предназначенные для подключения к первому управляющему входу блока ключей, охватывают все вторые стержни четырех трансформаторов, выходные обмотки, предназначенные для подключения к второму и третьему управляющим входам блока ключей, охватывают вторые стержни двух соответствующих трансформаторов .

19 IS 15Л17 ,J 15,16. Л

1ЩЛ

Фаг.г