Устройство для управления автономным инвертором Советский патент 1979 года по МПК H02P13/18 

1

Изобретение относится к области силовой электротехники, решающей проблемы преобразования электрической энергии, и может быть использовано при построении вторичных источников питания для управления автономными инверторами.

Известны устройства для управления тиристорными и транзисторными уст1ройствами, выполненные в виде замк1нутого регистра сдвига 1, 2.

Устройство для управления тиристорными инверторами содержит генератор, подключенный к триггерному распределителю импульсов управления, логический блок совпадбния, вход которого подсоединен через блок формирования им.пульсов к дополнительному задающему генератору.

На выходе устройства формируются щесть гальванически развязанных импульсов напряжения, которые используются для управления тиристоров автономных инверторов. Недостатком указанного решения является сложная электрическая схема, -низкая надежность и низкий КПД.

Устройство для управления тиристорами инвертора содержит генератор импульсов, шесть тиристоров, щесть трансформаторов и щесть транзисторов, включенных цепями управления п-араллельно тиристорам, а коллекторные цепи подключены к указанным трансформаторам. На выходах формируются импульсы напряжения длительностью 60 эл. град.

Недостатком давиого устройства является электрическая схема, низкая надежность и большая установленная мощность полупроводниковых элементов.

Из известных решений наиболее близким по технической сущ ности является устройство для управления автономным инвертором ,3. Оно выполнено в виде замкнутого регистра сдвига и состоит из подключенных к источнику прямоугольного напряжения формирователей импульсов по числу

фаз автономного инвертора, каждый из которых содержит согласующий трансформатор € одной лервичной и четырьмя вторичными обмотками, две из которых через диоды включены в цепи управления тиристорами инвертора, и коммутирующие конденсаторы, причем каждый из формирователей импульсов снабжен двумя встречнопараллельно включенными тиристорами, соединенными последовательно с первичной обмоткой заказанного согласующего трансформатора, третья обмотка которого подключена через диод к коммутирующему конденсатору и параллельно ему включенному -переходу управляющий электрод-

катод одного из тиристоров этого же формироватоля импульсов, а четвертая через диод - ко вторичному коммутирующему конденсатору и к параллельно ему включенному переходу управляющий электрод- катод одного из тиристоров последующего формирователя имнульсов. Как видно, в дан-ном устройстве осуществляется преобразование электрической энергии два раза: сначала формируется напряжение прямоугольной формы, затем при помощи тиристоров формирователя осуществляется распределение импульсов управления тиристорным инвертором. Кроме того, предлагаемое устройство не может использоваться одновременно и для управления щироко распространенным онофазным транзисторным инвертором с длительностью импульсов выходного Напряжения 120 электрических градусов.

Недостатком указанного рещения является сложная электрическая схема и низкий КПД.

Целью настоящего изобретения является упрощение электрической схемы и повыщение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления автономным инвертором, содержащее задающий генератор, согласующие трансформаторы с одной первичной обмоткой и тиристоры, дополнительно снабжено делителем частоты на три, тремя мостовыми усилителями мощности на четырех стойках, имеющими одну обилую стойку, а также формирователем импульсов, причем делитель частоты на три лодключен к выходу задающему генератора, пер1вичные обмотки согласующих трансформаторов соединены с выходами мостовых усилителей мощности, в цепи питаиия двух последних усилителей мощности включены упОМянутые тиристоры, управляющие электроды которых соединены с выходами формирователя импульсов, подключенного ко вторичным обмоткам согласующего трансформатора первого усилителя мощности, цепи управления транзисторов общей стойки соединены с выходами делителя частоты, а цепи управления транзисторов других стоек-с выходами задающего генератора.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства для управления автономным инвертором; на фиг. 2 - диаграммы напряжений.

Устройство содержит задающий генера: тор 1, делитель 2 частоты на три, три мостовых усилителя мощности «а транзисторах 3-10, выходные трансформаторы 11, 12, 13 усилителей, формирователь 14 импульсов и тиристоры 15, 16.

Выходы задающего генератора 1 соединены с делителем 2 частоты на три и с цепями управления транзисторов 5, 6, 7, 8, 9, 10 трех стоек. Выходы делителя частоты подключены к цепям управления транзисторов 3, 4 общей стойки трех усилителей мощности, а выходы формирователя 14, подключенного к обмоткам трансформатора 11 первого усилителя мощности, соедиНены с управляющими электродами тиристоров 15, 16, включенными в цепи питания двух последних стоек.

Рассмотрим работу устройства для управления автономным Инвертором. Задающий генератор 1 (генератор Ройера) формирует прямоугольные импульсы трехкратной частоты относительно выходной инвертора (фиг. 2а). Напряжение вторичных обмоток трансформатора задающего генератора .поступает на делитель 2 частоты на три и на упра1вление транзисторами 5, 6, 7, 8, 9, 10 стоек трех мостовых усилителей мощности, имеющих одну общую стойку, транзисторы 3, 4 которой управляются с

выхода делителя 2 частоты (фиг. 26). Импульсы управления на транзисторы 3, 8, 10 и 4, 9, 7 соответственно поступают в фазе. Причем импульсы управления транзисторами 3, 4, 5, 7, 6 подаются так, чтобы импульсы на выходе трансформатора И формировались длительностью в полпериода задающего генератора и в моменты времени, соответствующие фиг. 2в. В цепи питания двух последних стоек включены тиристоры, которые включаются по задним фронтам импульсов, формирующихся на трансформаторе И (фиг. 2г). Импульсы управления на них поступают от формирователя 14, подключенного к выходным обмоткам трансформатора 11, усилителя мощности и представляющего собой, допустим, две дифференцирующие цеиочки. Причем выходные им пульсы формирователя (фиг. 2г) одной полярности подаются на управление одним тиристором, а другой полярности - на управление другим ,тиристором. При соблюдении всех этих условий на выходе трансформатора 12 и 13 формируются двухполярные импульсы -напряжения, представленные соответственно на фиг. 2д, 2е. Данное устройство может использоваться также для управления транзисторным автономным инвертором, на выходе которого формируется напряжение без третьей и

кратной ей гармоник, т. е. с длительностью импульсов напряжения 120 эл. град. (фиг. 2д}. Выходные напряжения управления при этом показаны на фиг. 2ж ... 2к, где напряжения фиг. 2ж и фиг. 2и по длительности равны 2/3 полупериода рабочей части инвертора и соответствуют моменту проводимости силовых элементов инвертора, а напряжения фиг. 2з и фиг. 2/с - Vs полушериода рабочей частоты и соответствуют моменту закрытого состояния силовых транзисторов инвертора. Такое состояние импульсов управления инвертора поддерживается при любой регулируемой частоте выходного напряжения преобразователя,

причем регулирование частоты осуществляется задающим генератором. Напряжения фиг. 2з и 2к снимаются с обмоток трансформатора первого усилителя мощности, а напряжения фиг. 2к и фиг. 2м соответственно с выхода второго и третьего трансформаторов. Таким образом, данное устройство отличается простой электрической схемой и высоким КПД за счет того, что -преобразование энергии в силовой цепи осуществляется один раз. Кроме того, предлагаемая схема устройства может быть ислользована для литания мощных электрических агрегатов, связанных между собой общим технологическим процессом. И в этом случае повышение КПД устройства будет особенно ощутимо. Предлагаемая схема устройства, кроме того, может быть использована для управления и транзисторным однофазным инвертором, на выходе которого формирз ется напряжение без третьей и кратной ей гармоник.

Формула изобретения

Устройство для управления автономным инвентором, содержащее задающий генератор, согласующие трансформаторы с одной первичной обмоткой и тиристоры, отличающееся тем, что, с целью повышения

КПД действия, оно дополнительно снабжено делителем частоты на три, тремя мостовыми усилителями мощности на четырех стойках, имеющими одну общую стойку, формирователем имлульсов, причем делитель частоты на три подключен к выходу задающего генератора, первичные обмотки согласующих трансформаторов соединены с выходами мостовых усилителей мощности,

в цепи литания двух последних усилителей мощности включены упОМяяутые тиристоры, управляющие электроды которых соединены с выходами формирователя имоульсов, подключенного ко вторичным обмоткам согласующего трансформатора первого усилителя мощности, цепи упра1вления транзисторов общей стойки соединены с выходами делителя частоты, а цепи управления транзисторов других стоек - с выходами задающего генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 218991, кл. Н 02гп 7/48, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР № 270054, кл. Н 02т 1/08, 1968.

3. Авторское свидетельство СССР № 282514, кл. П 02Р 13/16, 1969.

75 re

5,67,8,ЗЮ3.f

П г