Регулируемый инвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M7/537 

(54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНВЕРТОР

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропривода и вторичного электропитания для преобразования постоянного напряжения в регулируемое (стабилизируемое по величине или форме переменное напряжение.

Известны инверторы, содержаицие несколько преобразовательных ячеек, имеющих выходные трансформаторы и подключенных, к одному источнику питания.

Выходные цепи этих ячеек суммируются и подключены к нагрузке через выпрямитель flj или непосредственно И , рЗ . Уровни вы: одных напряжений ячеек выбираются разными, например, по закону двоичного (1,2, А,8 и т.д.) или троичного (1,3,9,27 и т.д.) счета, и при суммировании выходов обеспечивается дискретное амплитудное регулирование выходного напряжения или формирование многоступенчатой формы кривой выходного напряжения, аппроксимирующей згщанную форму, например, синусоидальную

Недостатком силовой цепи таких инверторов является низкий КПД и повышенная расчетная мощность трансформаторов, в режиме, когда ячейки работают в противофазе, вследствие бесполезной циркуляции мощности по инвертору. Кроме того, в тех случаях когда инвертор,выполняется с несколькими выходными каналами, количество вторичных Обмоток выходных трансформаторов и их соединений между собой увеличено пропорционально числу каналов.

Цель изобретения - упрощение устройства, повышение КПД и уменьшение габаритов.

Эта цель достигается тем, что в 5 регулируемом инверторе, содержащем несколько соединенных по входу параллельно преобразовательных ячеек с выходными трансформаторгми, вторич ная обмотка первой ячейки соединена

0 с выходными выводами инвертора, а вторичные обмотки каждой из последующих ячеек включены последовательно с первичной обмоткой предыдущей ячейки.

5

На чертеже показана электрическая схема предлагаемого инвертора.

Инвертор содержит, например, три мостовые преобразова1;,ельные ячейки 1,2,3, каждая из которых имеет выход ной трансформатор 4,5,6 соответственно. Входы всех ячеек подключены к общему источнику питания. Вторичная обмотка трансформатора 4 первой ячейки включ а на нагрузку инвертора. Вторичная обмотка трансформатора 5 второй ячейки соединена последователь но с первичной обмоткой трансформатора 4, а вторичная обмотка трансформара б третьей ячейки соединена последовательно с первичной обмоткой тра:нс форматора 5, Базы всех транзисторов соединены с блоком управления 7.

Инвертор работает следующим образом.

Транзисторы ячеек, получая сигналы с блока управления 7, формируют на выходе ячейки прямоугольное напряжение одной полярности (состояние ячейки +1), когда открыты транзисторы одной диагонали мостаi прямоугольное напряжение другой полярности (состояние ячейки -1), когдг открыты транзисторы другой диагонали моста, и выключают ячейку (состояние О когда открыты транзисторы, соединенные с одной из шин питания.

Перевод ячейки из одного состояния в другое ступенчато изменяет суммарное напряжение на первичных обмотках трансформаторов 4 и 5,и, следовательно, напряжение на нагрузке 8. Если .трансформаторы 5 и б выполнить понижаюг нми с коэффициентом трансформации 1:3, то напряжение на нагрузке 8 будет регулироваться по уровню равномерньвии ступенями. Число ступеней каждой полярности этого напряжения при двух ячейках равно 4, а при трех ячейках - 13. В процессе регулирования ячейки занимают одно из состояний +1, О и -1 сначала ячейка 3, затем ячейка 2, а затем ячейка 1). Так как при любом состоянии ячеек через трансформатор 4 проходит мощность чагрузки, его расчетная мощность равна вцходной мощности инвертора. Этим предложенный инвертор отличается от известного, в котором выходной трансформатор первой (самой мощной) ячейки должен быть рассчитан

не только на мощность нагрузки, а дополнительно и на мощность второй ячейки, в тот период времени, когда последняя находится в состоянии -1. Расчетная мощность, а следовательно, и габариты выходных трансформаторов предложенного инвертора уменьшены, а КПД увеличен, так как исключен бесполезный переток энергии из первой ячейки во вторую, из второй в третью и т.д.. при их работе в противофазе. Помимо этого, упрощается выполнение выходных трансформаторов и уменьшается количество соединений (паек, клемм и т.п.) в случае многоканального инвертора. .

Особенно ощутим этот положительный эффект при необходимости выполнения вторичных обмоток с отводом от средней точки для работы на двухвентильный выпрямитель. При этом в предложенном инверторе с такой вторичной обмоткой выполняется только один трансформатор. Благодаря этому, кроме упрощения, дополнительно повьиаается КПД и уменьшаются габариты инвертора.

Формула изобретения

Регулируег«й инвертор, содержащий несколько соединенных по входу параллельно преобразовательных ячеек с выходными трансформаторами, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения КПД и уменьшения габаритов вторичная обмотка трансформатора первой ячейки, соединена с выходными выводами инвертора а вторичные обмотки каждой из последующих ячеек включены последовательно с первичной обмоткой предыдущей ячейки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1; Авторское свидетельство СССР №291300, кл. G 05 F 1/14, 1969.

Q

::j

ff

о