Способ управления автономным инвертором напряжения Советский патент 1980 года по МПК H02P13/18 

1

Настоящее изобретение относится к преобразовательной технике н предназначено для применения в автономных инверторах напряжения с трансформатором с секционнрованнымн вторичными обмотками.

Известен способ управления такими инверторами 1 при различном числе пмпульсов в полуволне выходного напряжения. Недостатком данного способа является то, что для реализации лучших по гармоническому составу алгоритмов формирования требуется применение силовых схем с увеличенным количеством секций и ключей вторичной стороны. В способе не предусмотрено также регулирование выходного напряжения внутренними средствами.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является способ управления автономным инвертором напряжения, состоящий в том, что инвертор нервичиой стороны формирует регулируемое щиротным способом напряжение прямоугольной формы. Вторичная сторона содерл ит jV секционированных обмоток и Л пар ключей, что позволяет сформировать выходное напряжение с N уровнями на полупериоде. Число импульсов на полупериоде равно (), что позволяет исключить из спектра выходного напряжения ;V нечетных гармоник 2.

2

Недостатком указанного способа управ ленпя является малое число подавляемых гармоник при высоком числе секций вторичной обмотки.

Целью настоящего изобретения является улучшение гармонического состава выходного напряженпя инвертора. Поставленная цель достигается тем, что в сиособе управления автономным инвертором напряжения с прямоугольно-ступенчатой формой выходного напряжения, состоящим из ннверторного моста, работающего на трансформатор с секцнонированной на .V частей вторичной обмоткой и с Л парами встречно-параллельно включенных вентилей, заключающемся в том, что на полупериоде вы.ходного напряжения формируют нечетное количество равных тактовых пнтервалов и прп формировании каждой четверти периода выходного напряжения на вентили первнчной стороны подают управляющие импульсы регулируемой длительности поочередно, а на вентили вторичной стороны в те же моменты времени в очередности, обеспечивающей подключение к нагрузке секций трансформатора в порядке нарастания (убывания) иаиряжения, реализуется таким образом, что на полупериоде выходного напряжения формируют (2jV+l) так30 т товых интервалов, причем управляющие

3

импульсы на вентили первичной и вторичиой сторон иодаются начиная cq. второго тактового интервала на нолунериоде, а иосле формироваиия в (jV+l)-M такте импульсов управления, иодключающих к нагрузке секцию трансформатора с напряжением иаибольшего уровия, в следуюп 1,ем (yV + 2)-M такте подают унравляющне импульсы на те же венти:1н первичной н вторичной сторои, что и в (A-fl)-M такте.

Времеииь1е диаграммы, иоясияющне ириицип действия, приведены на фиг. 1; на фиг. 2 - силовая схема нивертора напряжения; на фнг. 3 - спектры выходного напряжения инвертора, сиектр рассчитан ирн иапбольшем уровпе БЫХОДПОГО наиряжеиня (для онредсленностн приведепы материалы, относяндиеся к инвертору с Л 3).

Силовая схема иивертора содержит вентилн иервичиой стороиы 1-4 и веитили вторичной стороиы 5-7.

Выходное нанряжеиие инвертора иоказаио на фиг. 1, а.

Как впдпо из диаграмм, в данном способе формпруется выходное напряжение с большим числом имиульсов на полунериоде. При соответствуюидем выборе коэффнднеитов трансформации секций ато иозволяет иск;1ючить (iV + 2) нечетных гармоник из сиектра выходиого иаиряжепия иивертора.

На фнг. 1, б, в нредставлены И1ггервалы проводящего состояння вентилей иервичной стороны. Форма напряжения па выходе инвертора первичиой стороны .модулнрована, при этом несущей частотой является (4/V-2) гармоника выходной частоты. На фиг. 1, г, д, е представлены иитервалы нроводящего состояния вснти.тей вторичиой стороны (6, 5, 7 соответственно). Нечетное число тактов на нолуиериоде и выбранный порядок работы вентилей первичной стороны позволяют сохранить число секций трансформатора то же, чго н в ирототине. Так, при формировании положительиой полуволны выходного напряжения вентили b н 7 работают при включении вентилей 1 н 3, а при формировании отрицательной нолуволны - ири включении вентилей 2 и 4. Шпротное регулирование осуществляется нзвестными снособами формирования одноиолярного напряжения в однофазном мостовом инверторе нервнчиой стороиы.

Достоинством способа является значительное улучщенне гармоннческого состава выходного инвертора напряжения; увеличение числа исключаемых гармоник, снижение уровня наразитных гармоник в сиектре, что выгодно отличает способ от нрототииа, позволяя применять инверторы с фильтрами на меньшую установленную мощность (известно, что массо-габаритные

показатели фильтра зависят, в первую очередь, от числа исключаемых гармоник).. По сравнению с указаииымн аиалогалМИ способ отличается нростотой силовой схемы, необходимой для его реализации, возможно

использование схемы, применяемой для прототипа при соответствующем расчете ip а и с ф ор м а тор а.

Ф о р м у .т а изобретения

Сиособ управления автономным инвертором наиряження с ирямозгольно-ступенчатой формо11 выходного напрял ения, состоящим из инверториого моста, работающего на трансформатор с секционироваиной на

Л частей вторичной обмоткой и с Л паралп1 встречно-нарал.чельно включенных вентилей, заключающийся в том, что на полупериоде выходного напрялсения формируют иечетное количество равных тактовых интервалов и ирн формировании каждой четверти периода выходного напряжения на вентили нервичиой стороны иодают уиравляюохне импульсы ре1улируемой длительиости поочередпо, а па вентили вторичной

стороиы в очередности, обесиечивающей нодключепие к пагрузке секций трансформатора в порядке нарастания (убывания) иаиряжеиия, отличающийся тем, что, с целью улучщения гармонического состава

выходного наиряжеиия инвертора на полупериоде выходного напряжения формируют (2Л+1) тактовых иитервалов, причем управляющие импульсы на вептилн первичиой и вторичной сторон подаются начиная

со второго тактового пнтервала на полупериодс, а иосле формирования (/V-f 1)-м такте 1;мнульсов управления, иодключаю цих к нагрузке секцию трансформатора с наиряжением наибольщего уровня, в следующем (Л + 2)-м такте подают управляющие имиульсы на те же вентили первичной и в оричной сторон, что н в (Л+1)-м такте.

Источники информации, иринятые во виимаиие при экспертизе

1. Хасаев О. И., Бирюков В. Р. Гармо)И1ческий ввьходного напряжения нреобразователя. М., «Труды МАИ. Вып. 286, 1974.

2. Топкаль В. Е., Мельничук Л. П., Линковскнй К. А. Способы улучшения качества выходного напряжения автономных инверторов. Киев, Изд-во АН УССР, 1972, с. 65 (прототип).