Способ регулирования выходного напряжения автономного инвертора Советский патент 1987 года по МПК H02M7/523 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в высоковольтных источниках питания.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет многократного повышения уровня среднего за полупериод значения выходного напряжения инвертора по отношению к его входному напряжению.

На фиг. 1 приведена схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжения на одном из вентильных плеч и выходного напряжения инвертора для двух значений относительной длительности между моментом выключения неуправляемого вентиля и следующего за тем моментом включения управляемого вентиля того же вентильного плеча инверторного моста.

Устройство представляет собой подключенный к источнику питания напряжением Vd через дроссель фильтра 1 инверторный мост, построенный на управляемых 2-5 и неуправляемых 6-9 вентилях, диагональ которого образована коммутирующим конденсатором 10, коммутирующим дросселем 11 и нагрузкой 12, к которой подключен канал формирования среднего за полупериод значения выходного напряжения, содержащий трансформатор 13 напряжения, выпрямитель 14 и фильтр 15.

В ветви неуправляемых вентилей 6 и 7 встречного тока двух противофазных плеч инверторного моста включены импульсные трансформаторы 16 и 17 тока, к которым соответственно присоединены генераторы 18 и 19 пилообразного напряжения. Выходы последних и фильтра 15 присоединены к соответствующим входам блоков 20 и 21 сравнения, выходы которых связаны с входами формирователя 22 импульсов управления.

Способ осуществляют Cv eдyющим образом.

Пусть в квазиустановивщемся режиме перед включением очередных управляемых вентилей, например 2 и 4, ток дросселя фильтра 1 проводят соответственно управляемые вентили 3 и 5 (полярность напряжения на коммутирующем конденсаторе 10 и направление протекания тока нагрузки 12 при этом показаны на фиг. 1). При включении управляемых вентилей 2 и 4 начинается перезаряд коммутирующего конденсатора 10 по двум контурам, один из которых содержит не выключивщийся управляемый вентиль 3 и включившийся управляемый вентиль 2, а другой - не выключившийся управляемый вентиль 5 и включившийся управляемый вентиль 4.

Вентили 3 и 5 могут быть открыты до тех пор, пока ток перезаряда конденсатора 10 не станет равным току дросселя фильтра I. В момент равенства этих токов результирующий ток управляемых вентилей 3 и 5 становится равным нулю, они выключаются, и ток перехватывается неуправляемыми

вентилями 7 и 9. Далее следует интервал совместной проводимости управляемых 2 и 4 и соответствующих неуправляемых 7 и 9 вентилей, причем ток нагрузки 12, достигнув своего амплитудного значения, начинает падать. Поскольку ток дросселя фильтра 1 должен быть равен разности токов управляемых 2 и 4 и неуправляемых 7 и 9 вентилей, то последние открыты до тех пор, пока ток вентилей 2 и 4 не станет равным

току дросселя фильтра 1.

При включении неуправляемых вентилей 7 и 9 тока дросселя фильтра 1 продолжает протекать через неуправляемые вентили 2 и 4 (направление его протекания в нагрузке 12 и полярность напряжения на коммутирующем конденсаторе 10 при этом противоположны указанным на фиг. 1). Импульс обратного тока неуправляемых вентилей 7 и 9, проходя через импульсный

трансформатор тока 17, запускает генератор 19 пилообразного напряжения, начинающий формирование опорного линейно нарастающего напряжения, крутизна фронта которого может задаваться вручную или автоматически. В момент достижения равенства этого напряжения выходному направлению фильтра 15 блок 21 сравнения через формирователь. 22 импульсов управления выдает отпирающие импульсы на управляемые вентили 3 и 5.

При включении управляемых вентилей 3 и 5 процесс в инверторе протекает аналогично описанному: сначала происходит выключение проводивших ранее ток управляемых вентилей 2 и 4 и перехват тока соответствующими неуправляемыми вентилями 6 и 8 встречного тока, а затем - интервал совместной проводимости управляемых 3 и 5 и неуправляемых 6 и 8 вентилей. После выключения неуправляемых вентилей 6 и 8 ток дросселя фильтра 1 продолжают проводить

только управляемые вентили 3 и 5.

Импульс обратного тока выключающихся неуправляемых вентилей 6 и 8, проходя через импульсный трансформатор 16 тока, запускает генератор 18 пилообразного напряжения, который начинает формирование опорного линейно нарастающего напряжения. В момент достижения равенства этого напряжения выходному напряжению фильтра 15 блок 20 сравнения через формирователь 22 импульсов управления отпирает

управляемые вентили 2 и 4.

При включении управляемых вентилей 2 и 4 начинается следующий период квази- установившегося процесса.

Таким образом, за полный цикл работы всех вентилей на выходе инвертора получают

новый цикл изменения напряжения.

Из диаграмм (фиг. 2) следует, что при любых количественных характеристиках симметричного квазиустановившегося режима работы инвертора, приведенного на фиг. 1,

постоянная составляющая напряжения Uv пост на его вентильных плечах должна

оставаться равной ---. Импульс положительного напряжения на каком-либо вентильном плече инвертора имеет место только в интервале горизонтальной площадки в кривой выходного напряжения инвертора. Отсюда видно, что при сокращении тем или иным образом длительности этой площадки неизбежно должна возрасти амплитуда импульса напряжения на вентильном плече, чтобы постоянная составляющая этого напряжения сохраПри этом

„ Vrf нилась неизменной и равной .

возможно многократное увеличение амплитуды импульса напряжения на вентильном плече соответствующего сокращения до нуля длительности этого импульса.

Рост амплитуды напряжения на вентильных плечах рассматриваемого инвертора должен сопровождаться соответствующим ростом напряжения на всей диагонали моста, что при сохранении неизменными параметров всех элементов схемы означает пропорциональное увеличение тока нагрузки и выходного напряжения инвертора.

0

Формула изобретения

Способ регулирования выходного напряжения автономного инвертора с вентилями встречного тока, заключающийся в изменении относительной длительности интервала между моментом выключения вентиля встречного тока и следующим за тем моментом включения управляемого вентиля прямого тока, отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей за счет многократного повыщения уровня среднего за полупериод значения выходного напряжения инвертора по отношению к его входному напряжению, выходное 5 напряжение инвертора выпрямляют, фильтруют и сравнивают с двумя опорными пилообразными напряжениями, формирование которых начинают в моменты перехода через нулевое значение тока неуправляемых вентилей двух соответствующих синфазных плеч инверторного моста, и в момент равенства сравниваемых напряжений производят включение управляемых вентилей тех же плеч инверторного моста, осуществляя изменение длительности интервала между указанными моментами в диапазоне значений от периода до полупериода инвертирования.

0

5

Изобретение относится к преобразовательной технике. Целью является расширение функциональных возможностей за счет многократного повышения уровня среднего за полупериод значения выходного напряжения инвертора по отношению к его входному напряжению. Устр-во содержит инвер- торный мост на управляемых 2-5 и неуправляемых 6-9 вентилях. В цепи вентилей 6, 7 включены импульсные тр-ры тока 16, 17, к которым подключены генераторы пилообразного напряжения 18, 19. Выходы генераторов 18, 19 и фильтра 15 присоединены к блокам сравнения 20, 21, соединенным с формирователями импульсов управления 22. Изменение в диапазоне от единицы до нуля относительной длительности интервала между моментами выключения диодов и включения очередных тиристоров тех же плеч инвертора обеспечивает требуемый уровень раскачки выходного напряжения. 2 ил. S (Л оо оо со 00 оо С5