Резервированный инвертор Советский патент 1980 года по МПК H02M3/335 H02M7/537 

(54) РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к электротехнике, а более конкректно ,к сагйовозбуждающимся инверторам напряжения постоянного тока одного уровня в напряжение переменного тока другого уровня, и может быть использовано для питания нагрузок переменного тока. Известны резервированные инверторы для питания нагрузок по переменному току, содержащие выходные трансформаторы и преобразовательные ячейки, которые работают поочередно 1 и 2. Однако такие инверторы имеют пониженный КПД, не збежный разброс рабочей частоты и пониженную надежность в виду наличия одного резистора. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь напряжения, содержащий п преобразовательных каналов и выходных трансформаторов с цепями объединения, каждая преобразовательная ячейка которого состоит из силовых транзисторов, одни электроды которых подключень к одному полюсу источника питания, а другие электроды которых через первичные обмотки силового трансформатора соединены с другим полюсом источника питания через предохранитель. Выходные трансформаторы подключены через две пары разделительных диодов к выводам первичных обмоток суловых трансформаторовГЭ. Недостатки этого преобразователя напряжения заключаются в том, что высокая надежность его работы обеспечивается при использовании в преобразовательных ячейках усилителей мощности, а при автогенераторнь1х ячейках предохранитель не выпо.лняет своих функций и преобразователь выходит из строя (срывается автогенерация). Кроме того, отсутствует синхронизация отдельных преобразовательных ячеек, питаемых от различных задающих генераторов. Цель изобретения - повыщение надежности КПД инвертора напряжения. Указанная цель достигается тем, что резервированный инвертор содержит М преобразовательных ячеек и N выходных трансформаторов, средние точки первичных обмоток которых связаны со средними точками вторичных обмоток силовых трансформаторов указанных ячеек, первичные обмотки которых имеют средние точки и подключены к одному выводу источника питания, а концы соединены с другим выводом источника питания через транзисторы, в базовую цепь каждого из которых включена соответствующая вторичная полуобмотка коммутирующего трансформатора, .причем средняя точка вторичной обмотки через резистор соединена с силовыми электродами указанных транзисторов, а также управляемые ключи, резисторы и разделительные диоды. Одноименные концы вторичных обмоток силовых трансформаторов соединены между собой через попарно последовательно соединенные управляемые ключи, каждая общая точка последних подключена к соответствующему концу первичной обмотки N-oro выходного трансформатора через другой управляемый ключ, причем схемы управления ключей подсоединены к отводам обмотки того из трансформаторов, с концами которого они соединены непосредственно, а средние точки вторичных обмоток силовых трансформаторов ячеек и средние точки первичных обмоток выходных трансформаторов соединены между собой непосредственно.

Резервированный инвертор имеет также общие точки попарно последовательно соединенных ключей, которые через одни разделительные диоды связаны с точкой соединения первых электродов других диодов, вторые электроды последних соединены с .одноименными концами первичных обмоток коммутирующих трансформаторов, средние точки которых через резисторы подключены к соединенным между собой непосредственно средним точками указанных обмоток силовых и выходных трансформаторов.

На чертеже схематически изображен резервированный инвертор.

Резервированный инвертор содержит N выходных трансформаторов и М преобразовательных ячеек. Для простоты пояснения работы устройства количество выходных трансформаторов и преобразовательных ячеек выбирают равным двум. Практически количество преобразовательных ячеек определяется величиной требуемой надежности, а выходных трансформаторов - числом нагрузок по переменному току и может быт-, не ограничено.

Резервированный инвертор содержит выходные трансформаторы 1 и 2. Первичные полуобмотки 3 и 4 выходного трансформатора 1 подключены к управляемым ключам 5 и 6 соответственно, а первичные обмотки 7 и 8 выходного трансформатора 2 подключены к управляемым ключам 9 и 10. Последовательно с управляемыми ключами 5, 6, 9 и 10 подсоединены управляемые ключи 11 - 14 соответственно. Управление ключами 5 и 6 осуществляется схемой 15 управления, на входы которой напряжение подается с отводов 16 и 17 выходного трансформатора 1, управление ключами 9 и 10 осуществляется от схемы 18 управления, на входы которой напряжение подается с отводов 19 и-. 20 выходного трансформатора 2. Схема 21 управления подключена к выводам 22 и 23 силового трансформатора 24 преобразовательной ячейки и управляет работой управляемых ключей 11 и 12, а схема 25 управления подсоединена к выводам 26 и 27 силового трансформатора 28 преобраз.овательной ячейки и управляет работой управляемых ключей 13 и 14.

Управляемые ключи 11 и 12 подсоединены к выводам вторичных обмоток 29 и 30 силового трансформатора 24, а 13 и 14 - к выводам вторичных обмоток 31 и 32 силового трансформатора 28. Первичные обмотки 33, 34, 35 и 36 указанных силовых трансформаторов 24 и 28 подключены соответственно к транзисторам 37, 38, 39 и 40. Эмиттеры указанных транзисторов подключены к резисторам 41 и 42 и к одному из выводов источника 43 питания. К другому

Е ыводу источника 43 питания подключены средние точки первичных обмоток 33, 34 и 35, 36 силовых трансформаторов 24 и 28. Управление транзисторами 37 и 38 происхо-. дит с помощью обмоток 44 и 45 коммутирующего трансформатора 46, а транзистора ми 39 и 40 - с помощью обмоток 47 и 48 коммутирующего трансформатора 49. Первичные обмотки 50, 51, 52 и 53 указанных коммутирующих трансфор.маторов соединены соответственно с одними электродами

0 разделительных диодов 54, 55, 56 и 57 . Другие электроды разделительных диодов 55 и 57 соединены с одним электродом разделительного диода 58, а другие электроды разделительных диодов 54 и 56 - с одним электродом разделительного диода 59. Разделительные диоды 58 и 59 другими электтродами соединены с общими точками, уп равляемых ключей 5, 11, 9, 13 и 6, 12, 10, 14 соответственно. Средние точки первичных обмоток коммутирующих трансформаторов 46 и 49 через резисторы 60 и 61 соединены с общей точкой силовь1х и выходных трансформаторов. Обмотки 62 и 63 выходных трансформаторов 1 и И подключены к нагрузкам 64 и 65. Выходы преобраздватель}1ых ячеек соединены параллельно.

Резервирова 1ный инвертор работает следующим образом.

Преобразовательные ячейки, выполненные по дифференциальной схеме с силовыми 24 и 28 и коммутирующими 46 и 49

трансформаторами на транзисторах 37-40, вырабатывают переменное напряжение прямоугольной фор.мы, которое с вторичных обмоток 29, 30, 31 и 32 силовых трансформаторов 24 и 28 через управляемые ключи 5,

J 6, 11, 12 и 9, 10, 13, 14 прикладывается к первичным обмоткам 3, 4 и 7, 8 выходных трансфор.маторов 1 и 2, а через управляемые ключи 11, 12 и 13, 14 и разделительные диоды 54-59 - к первичным обмоткам 50,

51 и 52, 53 коммутирующих трансформаторов 46 и 49.

Управление вышеуказанными ключами осуществляется посредством схем управления 15, 18 и 21 и 25 от отводов 16, 17, 19, 20 и 22, 23, -26, 27 обмоток 3, 4, 7, 8 и 29, 30, 31, 32, выходных 1 и 2 и силовых 24 и 28 трансформаторов таким образом, что в один полупериод проводят управляемые ключи 5, И и 9, 13; а в другой - 6, 12 и 10, 14. Инвертор отличается повыщенной надежностью, которая достигается тем, что выход из строя любого элемента схемы не приводит к.выходу из строя инвертора. Напри.мер при выходе из строя (короткое замыкание) силового трансформатора 24 управляемые ключи II и 12 отключают его, чем осуществляется автоматическое устранение влияние на работу инвертора выщедщего из строя элемента. Влияние короткого замыкания в коммутирующих трансформаторах 46 и 49 практически не сказывается на работе инвертора. Это достигается соответствующим выбором величины резисторов 60 и 61.

Формула изобретения

0 последних подключена к соответствующему концу первичной обмотки N-ro выходного трансформатора через другой управ ляемый ключ, причем схемы управления ключей подсоединены к отводам об.мотки

S того из трансформаторов, с концами которого оси соединенынепосредственно, а средние точки вторичных обмоток силовых трансформаторов ячеек и средние точки первичных обмоток выходных трансфор.маторов соединены между собой непосредственно.

0

5 с одноименными концами первичных обмоток коммутирующих трансформаторов, средние точки которых через резисторы подключены к соединенным между собой непосредственно средним точкам указанных обмоO ток силовых и выходных трансформаторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

.,i.:,,-«;,.,,.,:-.,.. ,--..0,-,-r,,-, 782079