Транзисторный инвертор Советский патент 1987 года по МПК H02M7/5395 

силовыми транзирторами 9 и 10 , .. ., Ю,

Г1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано з системах вторичного электропитакия и электропривода для преобразования постоянного напряжения в ступенчатое аппроксимирующее синусоиду напряжение.

Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник.

На чертеже представлена блок-схема транзисторного инвертора.

Транзисторный инвертор содержит задающий генератор 1 импульсов, счетчик 2 импульсов, запоминающее устрой ство 3, согласующие усилит1гли 4, схемы И от 5| до 5„5 Тое. штук, ключи от Ь до 6,1 переменного тока, т.е. т.п штук. Трансформаторь 7 Л инверторных ячеек имеют отвод отсредней точки 8 первичной обмотки, крайние выводы которой соединены с

оП| S J

шунтированными диодами 1 1 , Вторичные обмотки 12 , , ,. , у 2 соединены последовательно межд.у собой и нагрузкой 13 (сумм1:-1рование в контуре). Дополнительные обмотки 14 5 ,.,s имеющие одни и те же нижние индексы, соединены последовательно, образуя отдельные группы, канщая из которых подключена к входу одного ИЗ выпрямителей 15,, . „ о 15. . Выпрямители нагр 7кень на сглаживающие фильтры 16,5 ..,5 п- S один из которых (например, 16ri-i подключен к входу Ш М-модулятора 17, I

Транзисторный инвертор работает следующим образом,

Иьшульсы с выхода генератора 1 импульсов с частотой ff, АК, где К ксотичество временных дискрет в четверти периода синтезируемой кри- вой, поступают на счетчик 2. С выходов счетч11ка 2 И1« Г ульсы поступают на адресные входы запоминающего устройства 3 которое заранее программируется, например5 для форм11ровакия синусоидального напряжения, С инфор- мащюнных выходов запоминающего устройства 3 импульсы через согласуюпще усилители 4 поступают на входы тек

ТЯ г- W

элементов Из,, 5 и ключей9 5 ... 9 9 , и 10 э 0 5 10 ., saiMbiKa- ние которых обеспечивает заданнь й уровень напряжения на вькоде инвертора.

102

В основу с1П1теза формы выходного напряжения положено использование многозначнс й системы счисления с симметричной базой с нечетным алфавитом.

Весовые напряжения в предлагаемом инверторе образованы риторичными об14j., , выпрямителя , сглаживающими

16

п -1

, Самое

мотками 14,, „ ,. ,

ч

ми 15,, , , ... 15, фильтрами 15 ( , , старшее число обеспечивается напряжением питания Ер. Например, если старшее число равно f, тогда Е fj где е - напряжение, условно принятое за единицу,, то после фильтра 16, напряжение соответствует числу V (I - 1)и, а после фильтра 16, ,е

Таким образом, если для синтеза формы приня та5 например, семиричная система счисления с алфавитом (+3, + 2, +1, О 5 -1, -2, -3)е, то необходимо образовать два дополнительных источника питания 16,. и уровни напряжения которых равны соответственно 1е и .:е.

а е , т.е. третий

3

источник весювого напряжения - I

Если бы,, например 5 использовалась девятиричная система счисления с алфавитом ( + 4., ±3, +2, 0), то потребовалось бы три дополнительных источника с весовыми напряжениями Зе, 2е5 е,

где е

Нуль системь 1 счис.1;ения обеспечивается отключением ключей переменного тока и одновременной подачей ряжения отпирания на ключ 9 и 10. Смена знака весовых напряжений производится попеременной подачей отпирающего сигнале ка ключ 9 или 10.

Каждая инверторная ячейка представляет собой o,3in из разрядов системы cчиcлeJiия,, С оотношение напряжений на выходргых обмотках одной группы мелсду собой рйвно выбранному основанию счисления р 2i 1, где Р - основание счисления, Е - старшее число алфавита,, Это значит, что, если используется, например, девятиричная сист ема счисления., то капря- жени:е на вторичной обмотке какого- либо из инверторов (i) доляшо быть в девять раз меныле, чем у (i+1)-ro инвертора, и в девять раз больше, чем у (i-1j--ro инвертора и т.д.

В момент подачи напряжения питания Е f на элементы И поступают пря- моугольньш, одинаковой скважности

31

импульсы от согласующих усилителей 4 и ШИМ-модулятора 17 и включаются по

программе ключи 6 ...6 переменного

1ft

тока.

Поскольку напряжение дополнитель- нык весовых источников еще не сформировалось, то в средние точки трансформаторов инверторов подается напряжение от источника питания. На вторичных обмотках формируется перемен- нов напряжение, обеспечивающее появление напряжений весовых источников, с образованием которых по истечении переходного процесса в фильтрах синтезируется нужная форма выходного переменного сигнала. Стабилизация выходного напряжения осуществляется ШИМ-модулятором 17, в котором выходное напряжение одного из весовых напряжений сравнивается с эталонным и вьфабатываются прямоугольные импульсы переменной длительности, которые поступают на схемы И и управляют длительностью ступенчатого аппроксимирующего сигнала.

Для обеспечения работы инвертора на комплексную нагрузку в широком диапазоне costf необходимо обеспечить возврат (рекуперацию) энергии. Это достигается использованием обратных диодов 11 и ключей б ,, ..., б переменного тока.

Предложенный инвертор обеспечивает получение большего, чем в известном инверторе, числа ступеней выходного напряж ния, что уменьшает коэффициент гармоник. Формула изобретения

Транзисторный инвертор, содержащий m инверторных ячеек с выходным

Редактор А.Шандор Заказ 1223/55

Составитель Б.Моин

Техред М.Ходанич Корректор Н.Король

Тираж 661Подписное

ВНИИ1Ш Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Йроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ю t5

0

0

0

5

104

трансформатором в каждой, причем вторичные o6MOTJpi выходных трансформаторов всех ячеек соединены последовательно и подключены к выходным выводам инвертора, а соответствующие дополнительные обмотки этих трансформаторов также соединены последовательно и подключены к входу выпрямителя, выход которого шунтирован фильтрующим конденсатором и связан с цепью питания ячеек, и блок управления, отличающийся тем, что, с целью повышения качества вы- ходно го напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник, введены тхп ключей переменного тока, где п - число, на единицу большее числа дополнительных обмоток в каждой ячейке (числа выпрямителей), цепь питания каждой ячейки через один ключ переменного тока подключена к входньм питающим выводам инвертора и через п ключей переменного тока - к выходу каждого из выпрямителей, причем блок управления содержит задающий генератор, счетчик импульсов, модулятор ширины импульсов, -запоминающее устройство, m;xn согласующих усилителей и логических элементов И, причем модулятор ширины импульсов подключен одним входом к выходу одного из выпрямителей, другим входом - к дополнительному выходу запоминающего устройства, а выходом - к одним из входов логических элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих согласующих усилителей , а выходы - с управляющими цепями ключей переменного тока .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в ступенчатое аппроксимирующее синусоиду напряжение. Цель - повышение качества выходного напряжения путем уменьшения коэф. гармоник. Устройство содержит задающий генератор импульсов 1, счетчик импульсов 2, соединенный через блок памяти 3 с блоком согласующих усилителей 4, схемы И, ключи переменного тока 6, соединенные отводами от средних точек первичных обмоток трансформаторов инверторных ячеек, вторичные обмотки которых соединены последовательно. На вторичных обмотках формируется переменное напряжение, обеспечивающее появление напряжений весовых источников, с образованием которых по истечении переходного про- цесса в фильтрах синтезируется нужная форма выходного переменного си1- нала. Введение диодов 11 и ключей переменного тока обеспечивает работу инвертора на компелкснуго нагрузку. 1 ил. (Л fSa-l