Статический преобразователь Советский патент 1976 года по МПК H02M7/537 H02M1/12 

1

Изобретеш1е относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в. системах автоматики в электроприводах для преобразования постоянного на- пряжения в переменное.

Иавестны статические преобразователи, имеющие на выходе ступенчатую форму напряжения, приближающуюся к синусоиде.

Статический преобразователь 1 формирует ступенчатую напряжения на нагрузке путем подключения к в опреде пенной последовательности нескольких источников постоянного напряженяя, YKasaiiные источники подключаются с помощью двух транзисторных переключателей. Управ- ленке тра1 зисторными переключателями осуществляется таким образом, что в огрн r,to лупериод работает один переключатель, а в другой - другой переключатель. Недостаток так.ого преобразователя заключается в ТОМ) что он может работать только на ак- тивную на1 рузку.

Однофазный инвертор со ступенчатой формой кривой выходного напряжения 2 содержит силовые и комь{}ткруклцие тирНсток&

выходной трансформатор и коммутирующие конденсаторы. Данный преобразователь обеспечивает получение ступенчатой формы выходного напряжения при помощи переключений первичной обмотки выходного трансформатора.

Недостаток такого инвертора заключается в работе силового трансформатора иа частоте выходного напряжения, вследствие чего его масса и габариты особенно на низкой частоте определяют массу vi габарнт преобразователя в целом,

Наиболее близким по технической сущности и достщ аемому рез -пьтату является преобразователь 3. На вы.ходо этого преобразователяз содержашего Еспомогагельный преобразователь,- перекгпоча.тель, мостовой инвертор TI схему упг-авлсния, iliopMH- руется напряжение ступенчато) -i) име- ютдее относительно малую велтхчипу KC3it4)Himента искажэнпя синусонда,п.ь-г{ост-). Г ркчйм 3 оцдовой части схемы отсутствуют трапсформаторы, работаюттио на частоте- выход- нэгс; нагшяжения. Недостаток такого преобразоватепя заключается в том, что он не работает на нагрузку с изменяющимся коэффициентом мощности. Цель изобретения - обеспечение работы тфеобразователя на нагрузку с различным коэффициентом MOHUIOCTH, Поставленная цель достигается тем, чт в статическом преобразователе, содержаще источник питания с несколькими промежуточными отводами, переключатель отводов и мостовой инвертор включенный на выходные зажимы переключателя, выходлые .зажимы инвертора соединены через одну пару возвратных диодов с общим зажимом, источ ника питания, а через другую пару возврат ны-х дТЮдов и цепочкИ) каждая из которых образована вспомогательным ключом и дополнительным диодом, - с соответствующи отводом; источников питания. На фиг. 1 представлена принципиальная схема предпагаемого статического преобразователя; на фиг. 2 - диаграмма напряжения на элементах схемы. Статический преобразователь содержит источник питания 1 с несколькими /ут чнымы отводами, ; ерйкпючатель отво- .д)В игд диодах 2,3 ;i транзисторах 4,5, ключи 6-9 мостового инвертора, возвратные диоды 10-13, дополнительные ключи 14-16, диоды 17-19 и схекгу управления 20 Выходы источнкка питания 1 подключены к переключателю отводов, выполненному на ключах 4,5, на выходные зажимы которого включен мостовой лнвертоо на транзисторах 6-9, Выходные зажкмы инвертор соединены через од1-1у пару возвратных диодов 11,13 к обшим за имам источника питания, а другую пару возвратных диодов 10, 12 и через дополнительные ключи 14-16 с последовательно включенными диодами 17-19 - с каждым из отводов источника питания. Выходы схемы управления 20 соединены со всеми управляемыми ключами. Рассмотрим работу схемы,например, пр формировании трехступенчатого выходного напряжения, где в качестве ключей исполь зуются транзисторы. Выходные зажимы ис- точн1жа питания 1, уровни напряжений которых соответственно равны амплитудам ступеней многоступенчатого напряжения, п ключаются по определенному закону при по моши транзисторов 4,5 переключателя отводов и транзисторов 6-9 мостового инвер гора. На фиг. 2а представлена диаграмма изнелп-я напряжения на транзисторе 5., на ;, 26 НУ трсйгзисторе 4, В интервале времени t.-i(фиг, 2в) оба транзистора 4, 5 находятся в режиме отсечки, и на мостовой инвертор подается напряжение источника первого уровня, напряжение которого равно амплитуде первой ступени выходного напряжения, В момент времени t (фиг, 2в) открывается транзистор 9, и за счет того, что напряжение второго уровня выще первого, диод 3 закрывается. Одновременно на мостовой инвертор подается напряжение второго уровня, по амплитуде равное напряже нию второй ступени. В момент времени 7 (фиг. 2в) открывается транзистор 4, и напряжение третьего уровня подается на мостовой инвертор. В момент времени 8 транзистор 4 закрывается,и на мостовой инвертор подается напряжение второго уровня и т.д. Форма напряжения, подаваемого на мостовой инвертор, представлена на фиг, 2в. Мостовой инвертор преобразует однопопярное ступенчатое напряжение в биопопярное, форма которого представлена на фиг, 2г. При подключении нагрузки с коэффициентом мощности менее 1,0 (активно-индуктивная) через дополнительные ключи 14-16 и диоды 17-19 осуществляется возврат реактивной энергии нагрузки в источник питания. Причем объединенные электроды возвратных диодов подключаются через соответствующий дополнительный ключ к источнику того уровнЯз который формирует в данный момент времени ступень выходного напряжения. Диаграммы напряжений на транзисторах 16, 15, 14 представлены соответственно на ф1-1г, 2д, 2е, 2 ж. При работе преобразователя на активно-емкостную нагрузку диаграммы напряжения на тран.зисторах 16, 15, 14 представлены соответственно на фш 2з, 2и, 2к. Дпя работы преобразоватепя на нагрузку с любым коэффициентом мощности (активная, активно-индуктивная) активно-емкостная) напряжения на дополнительных ключах 16, 15, 14 должны изменяться в соответствии с диаграммами, представленными соответственно на фиг, 2л, 2м, 2н. ормула изобретения Статический преобразователь со ступенчатой формой кривой выходного напряжения, содержащий источник питания с несколькими промежуточными отводами и мостовой инвертор, подключенный к выходным зажимам переключателя отводов, отличающийс я тем, что, с целью обеспечения работы преобразователя на нагрузку с различным

коэффициентом мощности/выходные зажимы инвертора соединены через одну пару возвратных диодов с общим зажимом источника питания, а через другую пару возвратных диодов и цепочки, каждая из которых образована вспомогательным ключом и дополнительным диодом, - с соответствующим отводом источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР №250729,кл. Н 02 гтг7/52, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР №280629, кл. Н 02 т7/52, 1969.

3.Авторское свидетельство СССР №316162, кл. Н 02 пг7/52, 1970.

VS.

I1I1

r

i

1 i. t5ts 8 3- ,

лл

IX

)К

и:

-LJ-n r-Lr J--U--LJ lJ-LJ--Lr-LrM

t

и:

jLI

J-