Инвертор со ступенчатой формой выходного напряжения Советский патент 1979 года по МПК H02M7/515 

(54) ИНВЕРТОР СО СТУПЕНЧАТОа ФОРМОЙ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в системах электрпитания и электропривода транспорт.ных средств и промышленных установок .

Известны инверторы на управляемы вентилях со ступенчатой формой кривой выходного напряжения, в каждой фазе которых включена мостовая преоразовательная ячейка, а в диагональ этой ячейки включен дроссель, средний отвод обмотки которого соединен с выходным зажимом инвертора 1 .

Недостатком известных инверторов является ограниченная мощность, так как ток нагрузки разделен только между двумя силовыми вентилями каждой фазы и относительно высокий (18%) коэффициент нелинейных искажений, поскольку линейное напряжение такого инвертора имеет трехступенчатую форму.

Если инвертор со ступенчатой формой выходного напряжения проектируется на повышенную мощность и требуся разделение тока нагрузки более, чем на два вентиля, применяются автономные инверторы, содержащие в каждой фазе 2N мостовых преобразоватыльных ячеек (где N - любое целое . число), в диагонали которых включены основные дроссели -со средним выводом обмотки 2.

Известные инверторы могут быть и спользованы и для получения улучшенной. близкой к синусоиде .формы выходного напряжения с целью умейьгиения габаритов и веса выход0ных фильтров инвертора.

Недостатком известных инверторов является необходимость в дополнительных уравнительных устройствах.

5 Инвертор обеспечивает улучшение формы кривой выходного напряжения благодаря введению N групп дополнительных дросселей со средним выводом обмотки, в которых крайние выво0ды дросселей первой группы соединены СО средними выводами основных дросселей смежных ячеек, крайние выводы дросселей каждой (Последующей группы соединены со средними выводами дрос5селей предыдущей группы,а средний вывод дросселя N-й группы соединен с выходным зажимом данной фазы инвертора.

На фиг, 1 инвертор в трехфазном

0 транзисторном варианте; на фиг. 2 - диаграммы управления вентилями и фор ма линейного выходного напряжения. Инвертор содержит силовые транзисторы 1-24, включенные в шесть мос товых схем. В диагоналях мостовых схем включены дроссели 25-30. Между средними отводами обмоток этих дросселей соседних мостов включены допол нительные выходные дроссели 31-33, со средними точками обмоток которых соединены выходные зажимы инвертора А, В, С. Трансформаторы управляются в соответствии с диаграммой (фиг. 2), а именно: переключение вентилей одной стойки моста относительно вентилей другой стойки сдвинуто на 30 ; переключение вентилей одного моста относительно вентилей другого мос та данной фазы сдвинуто на переключение вентилей одной фазы .относительно вентилей другой смежной фазы сдвинуто на 120°. При таком управлении на выходе инвертора формируется пятиступенчата близкая к синусоиде кривая линейного напряжения изь1Х с .. Дроссели п этом, работая в режиме автотрансформатора в интервале 1/6 части полупериода, выполняют роль реактивных дел телей постоянного напряжения. Для пр мера на фиг. 2 показаны диаграммы на пряжения идр1, приложенного к обмотк дросселей 31-33. Площадь этих напряжений составляет соответственно 17 и 8,5%, .благодаря чему габаритная мощность магнитных элементов инвертора от мощности нагрузки не превышает 13% (с учетом однообмоточного исполнения дросселей). Дроссели, помимо формирования мно гоступенчатого выходного напряжения, обеспечивают равномерное деление тока между всемиВентилями инвертора. В том Ьлучае, кагда в каждой фазе требуется включение более четырех од новременно проводящих ток вентилей, схему вводятся дополнительные промежуточные дроссели, включаемые аналогично выходным дросселям (по принципу пирамиды). Число ступеней Ufiiu при этом увеличивается. Для управления инвертором могут использоваться любые известные цифровые системы распределителей импульсов, например, два шестикаскадных пересчетных кольца, управляемых от задающего генератора двенадцатикратной, частоты через делители частоты на два (или триггеры со счетным входом). При использовании интегральных микросхем система управления может быть выполнена весьма компактной. Инвертор может быть выполнен и в .однофазном варианте, например, на четырех мостовых ячейках. При йЪменёнии угла сдвига фаз сигналов управления мостами соседних ячеек данной фазы в пределах 0+30° можно в небольших пределах (10-15%) регулировать величину выходного напряжения без существенного ухудшения его формы кривой. Формула изобретения Инвертор со ступенчатой формой выходного напряжения, содержащий в каждой фазе 2N мостовых преобразовательных ячеек (где N -.любое целое число), 3 диагонали которых включены дроссели со Средним выводом обмотки, отличающийся тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного напряжения, введены N групп дополнительных дросселей со средним выводом обмотки7 причем крайние выводы дросселей первой группы .соединены со средними выводами основных дросселей смежных ячеек, крайние выводы дросселей каждой последующей группы соединены со средними выводами дросселей предыдущей группы, а средний вывод дросселя N-й группы соединен с выходным, зажимом Данной фазы инвертора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 511666, кл. Н 02 М 7/515, 1971, 2.Авторское .свидетельство .СССР 190974, кл. Н 02 М 7/72, 1964. t f K| t

Г « t 1:1