Трехфазный самовозбуждающийся инвертор Советский патент 1989 года по МПК H02M7/538 

S (/)

СП

о

Од ел

31506

торов соединены по схеме типа зигзаг. Обмотки 40-54 обратной связи основных трансформаторов 13-15 соединены в шесть цепочек, подключенных через базовые резисторы 7-12 и первые диоды 65-70 к входным цепям транзисторов 1-6. Первичные обмотки 55-57 дополнительных трансформаторов включены между входом трехфазного мостового выпрямителя на диодах 19- 24 и выходом трехфазного моста на

транзисторах 1-6. Вторичные обмотки 58-63 дополнительпьк трансформаторов 16-18 подключены через вторые диоды параллельно обмоткам 31-54 обратной связи основных трансформаторов 13-15. С помощью регулирующего резистора 25 осуществляется регулирование частоты выходного напряжения инвертора за счет насьт1еяия сердечников дополнительных трансформаторов 16-18- 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения - упрощение устройства. Трехфазный самовозбуждающийся инвертор содержит трехфазный мост на транзисторах 1-6, три основных 13-15 и три дополнительных 16-18 трансформатора. Первичные обмотки 31-33 и синхронизирующие обмотки 34-35 основных трансформаторов соединены по схеме типа "зигзаг". Обмотки 40-54 обратной связи основных трансформаторов 13-15 соединены в шесть цепочек, подключенных через базовые резисторы 7-12 и первые диоды 65-70 к входным цепям транзисторов 1-6. Первичные обмотки 55-57 дополнительных трансформаторов включены между входом трехфазного мостового выпрямителя на диодах 19-24 и выходом трехфазного моста на транзисторах 1-6. Вторичные обмотки 58-63 дополнительных трансформаторов 16-18 подключены через вторые диоды 71-76 параллельно обмоткам 31-54 обратной связи основных трансформаторов 13-15. С помощью регулирующего резистора 25 осуществляется регулирование частоты выходного напряжения инвертора за счет насыщения сердечников дополнительных трансформаторов 16-18. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода.

Цель изобретения - упрощение инвертора.

На чертеже показана принципиаль- ная электрическая схема предлагаемого трехфазного самовозбуждающегося инвертора.

Трехфазный самовозбуждающийся инвертор содержит трехфазный мост на транзисторах 1-6 с базовыми резисторами 7-12, шесть трансформаторов 13- 18, образующих группу основных 13-15 и группу дополнительных 16-18 трансформаторов, выполненные на сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса. Трехфазный мостовой вьтрями- тель выполнен на диодаХ 19-24 и нагружен на регулирующий резистор 25. Выводы резистора 25 соединены с входными вьшодами инвертора через дополнительные резисторы 26 и 27, шунтированные так же, как и резистор 25 конденсаторами 28-30. На каждом из трансформаторов 13-15 основной группы расположено по одной первичной обмотк 31-33, по одной синхронизирующей об- мотке 34-36 и по три пары обмоток 37-42 , 43-48 и 49-54 обратной связи. На каждом из дополнительных трансформаторов 16-18 расположено по одной первичной обмотке 55-57 и по одной паре вторичнбсх обмоток 58-63. Во входные цепи транзисторов 1-6 включены три пары первых диодов 65-70 и три пары вторых диодов 71-76.

Синхронизирующие обмотки 34-36 группы основных трансформаторов 13-15 включены нстречно в цепь первичных обмоток 31-33 трансформатора предыдущей фазы, которые поключены к выходны

0

5

0 5 0

0

выводам А, В, С инвертора. Третья пара обмоток 49-54 обратной связи основных трансформаторов соединена с входами транзисторов соответствующей фазы через базовые резисторы 7-12, вторая пара обмоток 43-48 обратной связи согласно-последовательно с третьей парой обмоток обратной связи на трансформаторе предыдущей фазы, а первая фаза 37-42 - встречно-последовательно с третьей парой обмоток обратной связи на основных трансформаторах последующей фазы. Выводы первой пары обмоток 37-42 обратной связи подключены к входной цепи транзисторов данной фазы.

Соотношение числа витков первичной, синхронизирующей обмоток и обмоток обратной связи трансформаторов основной группы 13-15 выбирается сог- лас.ю известным соотношениям.

Первичные обмотки 55-57 дополнительных трансформаторов 16-18 подключены между выходными выводами трехфазного моста транзисторов 1-6 и входными выводами выпрямителя на диодах 19-24. Вторичные обмотки 58-63 дополнительных трансформаторов включены встречно -параллельно обмоткам обратной связи основных трансформаторов 13-15 во входной цепи транзисторов.

Выходные вьшоды мостового выпрямителя на диодах 19-24 подключены к регулирующему резистору 25, который является элементом среднего звена трехфазного активно-емкостного делителя входного напряжения инвертора, каждое звено которого состоит из параллельно подключенных резисторов 25-27 и конденсаторов 28-30. Параметры крайних звеньев делителя выбираются равными.

Шпсть плр перяых и вторых диодов 65-76 включены В( вход1И 1е цепи транзисторов 1-6. Катоды каждой пары диодов подключены к концам бязовьк резистороп 7-12, а аноды - к обмоткам 58-63 обратной связи группы допонительных трансформаторов 16-18 и к базе транзисторов 1-6,

Инвертор работает следующим образом.

Во всем диапазоне регулирования частоты, кроме нижней его границы, переключение транзисторов 1-6 инвертора происходит по насыщению сердечников дополнительных трансформаторов 16-18. В связи с этим число витков первичных обмоток 55-57 этих трансформаторов необходимо выбирать

так, чтобы отсутствовал режим насыщения сердечников трансформаторов 16- 18 в нижней точке диапазона регуливичных обмоток 31-33 группы основных трансформаторов 13-15 - из условия получения минимальной частоты выходного напряжения инвертора.

Примем, что сопротивление резистора 25 равно его максимальному значению. Это соответствует работе инвертора в нижней точке диапазона регулирования частоты.

Транзисторы инвертора находятся в открытом состоянии в течение полупериода, а переключение их в системе происходит через промежутки. времени, равные 1/6 периода, в следующей последовательности : 1, 2, 6; 1, 5, 6; 1, 3, 5; Д, 3, 5; 4, 2, 3; 4, 2, 6. При этом поочередно подклю- .чаются к источнику постоянного напряжения первичные обмотки 31-36 основных трансформаторов 13-15. Напряжение на входах транзисторов 1-6 инвер- тора определяется алгебраической суммой ЭДС обмоток 37-54 обратной связи группы основных трансформаторов

и имеет прямоугольную форму при изменяющейся полярности В нижней точке i

диапазона регулирования частоты транс- ся на напряжение, несколько превьгаяю- форматоры 16-18 режима насьщения не достигают и не оказывают влияния на работу инвертора.

К первичным обмоткам 55-57 группы дополнительных трансформаторов приложено напряжение прямоугольной формы изменяющейся полярности, равное по амплитуде падению напряжения на резисторах 26 и 27. Так как в нижней

щее напряжение, создаваемое на входе транзисторов вторичными обмотками основных трансформаторов. На интервале времени, когда транзистор от- гс крыт, диоды 65-70 оказываются вклю-, ченными в обратном направлении и препятствуют протеканию уравнительного тока в обмотках 58-63 обратной связи дополнительных трансформаторов.

5

0

точке дилплзона изменения частоты сопротивление резистора 25 имеет максимальное значение, то падение напряжения на сопротивлениях 26 и 27 минимально и недостаточно для введения сердечников допо.чнительных трансформаторов в режим насьпцения.При уменьшении сопротивления резистора 25 происходит перераспределение напряжения на звеньях делителя и падение напряжения на сопротивлениях 26 и 27 увеличивается. Это увеличенное напряжение прикладывается к первичным обмот- , кам 55-57 дополнительных трансформаторов 16-18 и оказывается достаточяым для введения их в режим насьпцения раньше, чем должно произойти естественное переключение цепи. В момент Q насыщения сердечников дополнительных трансформаторов 16-18 индуктивность и ЭДС их обмоток резко снижаются до нуля. Так как вторичные обмотки 58-63 дополнительных трансформаторов под-. 5 ключены к входу транзисторов 1-6,

происходит резкое уменьшение базового тока и принудительное переключение транзисторов 1-6, Параметры дополнительных трансформаторов выбираются идентичными и рассмотренный процесс повторяется на каждом из интервалов между переключениями транзисторов схемы, что эквивалентно увеличению частоты выходного напряжения инвертора. При нулевом значении сопротив- 5 ления резистора 25 выходное напряжение инвертора имеет максимальную частоту. В этом случае к первичным обмоткам 55-57 дополнительных трансформаторов 16-18 прикладывается половина напряжения питания.

Конденсаторы 28-30 в делитёйе напряжения необходимы для сглаживания пульсаций напряжения на сопротивлениях 5 25-27 из-за протекающих там токов первичных обмоток 55-57 Дополнительных трансформаторов.

Вторичные обмотки 58-63 дополнительных трансформаторов рассчитывают0

0

ся на напряжение, несколько превьгаяю-

щее напряжение, создаваемое на входе транзисторов вторичными обмотками основных трансформаторов. На интервале времени, когда транзистор от- крыт, диоды 65-70 оказываются вклю-, ченными в обратном направлении и препятствуют протеканию уравнительного тока в обмотках 58-63 обратной связи дополнительных трансформаторов.

Если транзистор закрыт, то напряжение обмоток 58-63 обратной связи может оказаться выше предельно допустимого обратного напряжения на входе транзисторов, Для их защиты в этом режиме в базовые цепи в обратном направлении включены диоды 71-76, Если напряжения, создаваемые вторичными обмотками основных и дополнитель- Q ных трансформаторов, близки по величине, то величина уравнительного тока в последнем режиме незначительна. На трансформаторах дополнительной группы расположено всего три обмотки, а не восемь, как у известного инвертора. Формула изобретения

15

Трехфазный самовозбуждающийся ин20

25

вертор, содержащий трехфазный мост на шести транзисторах, три основных трансформатора с первичной и синхронизирующей обмотками,а также первой, второй и третьей парой обмоток обратной связи на каждом из них, три дополнительных трансформатора с первичной обмоткой и парой вторичньк обмоток на каждом из них, три первые цепочки, каждая из которых состоит из согласно-последовательно соединен-до ных первичной обмотки основного трансформатора данной фазы и синхронизирующей обмотки основного трансформатора предыдущей фазы, шесть вторых цепочек, каждая из которых состоит из первой обмотки обратной связи основного трансформатора данной фазы и включенных встречно-последовательно второй обмотки обратной связи

15065028

основного трансформатора предьщущей фазы и третьей обмотки обратной связи основного трансформатора последующей фазы, трехфазный мостовой выпрямитель, между выходными выводами которого включен регулируюпщй резистор, и шесть базовых резисторов, причем соотношение витков лервой, второй и третьей обмоток обратной связи основного трансформатора выбрано равным (кМк+1): (К -ЗК+3): :(к -К-1), где К - коэффициент трансформации между первичной и синхрони- , зирующими обмотками основного трансформатора, отличающийся тем, что, с целью упрощения, первые цепочки соединены звездой и подключены к выходным вьгоодам трехфазного моста, каждая вторая цепочка через последовательно соединенные базовый резистор и введенный первый диод подключена между базой и змиттером соответствующего транзис тора, первичная обмотка каждого дополнительного трансформатора включена между выходным выводом трехфазного моста и входным выводом трехфазного мостового выпрямителя, а вторичные обмотки каждого дополнительного трансформатора через введенные вторые диоды включены параллельно соответствующим вторым цепочкам, каждый вывод регулирующего резистора через введенйый дополнительный резистор соединен с соответствующим входным вьшодом инвертора, а каждый дополнительный и регулирующий резисторы шунтированы введенными конденсаторами.

35