Инвертор со стабилизированным выходным напряжением заданной формы Советский патент 1976 года по МПК H02M7/48 

1

Изобретение относится к области преобразования и регулирования электрической энергии с помощью переключающих элементов и может быть использовано в системах электропитания транснортных средств и промышленных установок.

Для получения стабилизированного синусоидального выходного напряжения инвертора широко используется ступенчатая аппроксимация синусоиды за счет суммирования прямоугольных выходных напряжений ряда инверторных ячеек с широтно-имнульсным регулированием напряжения в ячейке. При этом количество стуненей равно количеству инверторных ячеек или числу пар силовых ключей, что требует усложнения силовой части для обеснечения высокой степени апроксимации синусоиды, а широтно-имнульсное регулирование увеличивает пульсации потребляемого тока и ухудшает форму кривой выходного напряжения.

Цель изобретения - упрощение схемы н обеспечение минимального коэффициента нелинейных искажений выходного напряжения. Это достигается тем, что на вход предварительного усилителя, управляющего первой парой транзисторов последуюп;его моста через вторичную обмотку измерительного трансформатора предыдущего моста присоединен выход источника эталонного сигнала, а вход

предварительного усилителя, управляющего второй парой транзисторов последующего моста, соедипен с входом предыдущего предварительпого усилителя через вторичпую обмотку трапсформатора предыдущего предварительного усилителя.

На фиг. 1 изображена схема описываемого инвертора; на фиг. 2 - диаграммы напряжений, поясняющие его работу.

Иивертор содержит источпик эталонного сигнала 1, предварительные усилители 2-5 с трансформаторами 6-9 и выходные мостовые каскады с измерительными трансформаторами 10, 11.

При включении источника эталонного сигнала 1 на его выходе появляется нанряженне U-J, изображенное на фиг. 2. Это напряжение поступает на вход усилителя 2, имеюп1.его высокий коэффициент усиления и выполненного по любой известной схеме.

При ноступленпп на вход усилителя 2 синусоидального папряжепия Ц, иа его выходе возникает прямоугольное напряжение Toii же частоты, которое управляет переключепием первой (.левой) пары силовых ключей мостовой инверторной ячейки, присоединенной к источнику питания t/oi.

На вторичной обмотке Wz трансформатора 6 появляется прямоугольпое напряжение, которое совместно с Оэ образует напряжение

бвхз и вторая пара силовых ключей моста начинает переключаться с повышенной частотой.

На выходе первого моста появляется прямоугольное напряжение с паузой на нуле. Напряжение на вторичной обмотке Wz трансформатора 10 совместно с Ua образует напряжение t/BX..

Первая пара транзисторов второго (последующего) моста начнет переключаться в моменты изменения полярности напряжения LBX. На обмотках трансформатора 8 ноявится напряжение, и на вход усилителя 5 будет постунать напряжение f/вхВторая пара силовых транзисторов носледующего моста начнет переключаться в момент нзменения полярности напряжения Uax:,

При нанряжении Lo2 к нагрузке бу3

дет приложено почти синусоидальное напряжение 6ги. Схема может состоять из любого количества инверторных ячеек. Оптимальное соотношение между напряжениями инверторных ячеек одна к трем. При этом на двух ячейках обеспечиваются уровни О, 1, 2, 3, 4 (пять ступенек), на трех ячейках - О, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 (четырнадцать ступенек).

В том случае, когда выходные напряжения предварительных каскадов и з-тилителей мощности изменяются непропорционально, вместо сигналов с трансформаторов предваригельных усилителей мощности можно нснользовать сигналы непосредственно с силовой части, например с трансформатора И, и включить его вторичную обмотку вместо вторичной обмотки трансформатора 8.

Предлагаемый инвертор с одинаковой точностью повторяет любую произвольную форму эталонного сигнала.

изобретения

Инвертор со стабилизированным выходным напряжением заданной формы, например синусоидальной, нолучаемой за счет электрического или магнитного суммирования выходных напряжений ряда мостовых инверторных ячеек, с измерительными трансформаторами на выходе, содержащий регулируемый источник эталонного сигнала, ток или напряжение на выходе которого имеют заданную форму, и ряд нредварительных усилителей, работающих в режиме ограничения, причем управление -каждой ячейКой осуществляется от двух нредварительных усилителей, один из них присоединен к первой, а другой ко второй паре соответствующих силовых ключей моста, отличающийся тем, что, с целью унрощения и обеспечения минимального коэффициента нелинейных искажений, ко входу предварительного усилителя, управляющего первой парой силовых ключей последующего моста через вторичную обмотку измерительного трансформатора предыдущего моста присоединен выход источника эталонного сигнала, а вход предварительного усилителя, управляющего второй парой транзисторов последующего моста, соединен со входом предыдущего предварительного усилителя через вторичную обмотку вспо.могательного трансформатора, первичная обмотка которого присоединена к выходу предыдущего предварительного усилителя.

J

m

-%j i/

(i/,ii

m

I 1

5 I

yffxjr

(/J Я/

fpuz.i

-f