Однофазный инвертор Советский патент 1982 года по МПК H02M7/48 

1

Изобретение относится к нреобразовательной те.хнике и может быть использовано в система.х электропитания и электропривода для преобразования постоянно -о напряжения в пере.менное со ступенчатой, бv изкoй к силусоилальной формой кривой.

Известен бестрансфор.маторный инвертор, содержащий защунтированные в обратном направлении диодами основные управляемые ключи, образуюихие полумостовую схе.му, подключенную к крайни.м зажимам источника питания, про.межуточные отводы которого через дополнительные управляемые ключи и диоды связапы с выходным зажимом, причем каждое плечо полумоста выполнепо.в виде, по крайней .мере, двух послелювательно соединенных основны.х управляемых ключей, точка соединения которых подключена к соответствующему отводу источника питания через один из дополнительных управляемых ключей, зашунтированных диодом в обратном направлении. Подключая в определенной последовательности один вывод пагрузки к различным выводам источника, формируют на выходе однофазное двухступенчатое напряжение 11.

Недостаткол: такого инвертора является несннусоидальная форма кривой выходного напряжения. содержащая значительный процент ВЫСП1ИХ 1армоник. В напряжении присутствуют все гармоники, кроме четн1)1Х и к|);:тных тре%, а коэффициент гармонпк равен ,08°/с.

Известпс тиклче преобразовательное устройство со ,5ВС1:ол постоянного тока, содержащее тое.хфазный .мост, выполненный на управ,1яе:.П)1х вептиля.х, выводы перемен10ного тока которого соединены через ключи переменного тока с выводом для подключен 1я 1фомеж точного отвода источника питания. Подключение выводов переменного тока моста к средней точке источника

15 питания позво,1яет создать один дополните,льный уровень напряжения и сформировать трехступенчатое фазное напряжение.

Недостатком данного решения также является несинусоидальная форма кривой выходного напряжения, коэффициент гармоник

20 которого равен Кг 20,5/о.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является автономный инвертор, содержащий индуктивно-емкостной фильтр, состоящий из дросселя и

.;:/л м(н. u iii; : e.iniio с;х,; - ik-i;: (ят()р(. :;ри vroM к iiei) ч

фп, if: : П;; ij4.lK.(,i;i)i I, 1 i i; ) i j; ,: ; : :

:nii,,ix : i:p:4roiioii, ; ;;:-K,4i)iii пл ;:; тир(:;и1 C phTii-.iK ;к;Ги., ;i

Xd /- лi и i M ;i)bi л . i i Д ;-, N -i i i ;

:hii: i; M i;vpvv:i;:;4(;:-f) : ,1;-; ,.

V;|--(,, -рпкгл; ;. л ,

.-:. ,;л i .i;)i;,i 1;р(;Л. ,;.,„ :;: . -;) ;Ki M;i4;y ;i ; :)p()4; : ; ; : ,:;

UK;; iijc.iHHeiibi с иромежу ilno (). Один из

т-оки моста через клкн

:-:K;I 7 9 соедкие; со все. i;o,,ibi(): о iie4)4HHKa

, . :: i-:)(VuieH T(i4iajrt.

:;.-/:;и - 1 11д К)1Ии i обрад, ()ДИ{)е )яже}1ие

четверти периода.

Jioio иаиряжеиин

i . д Г (I iieHeii

: А-: :.(;;. ; на рачшн. гм;Х иых ст д1еней.

: о кчи ывается .U-;, ка/чдой ступени i;-;. :К1-1итсд1 н() равна

:л-ьм:;1 ;i девя. L: . ДД1; 1 СЛЬНОСТЬ

.д д. }2д Кри I д V кддй им ее : Д.1: д;: К,--4,Н/о. .Д: да с : - вгдичи

. : Д; :. . Д1Д дд дд;о вве:,/.. г ам.. :};; : i4 .ДДИОЙ CTVi;e,. ,Д1ДЯ CfKiTJU rCTiieHHO

,Д Д 3 ;; Д1(|Д 1 седьмой

дд: дд ДП1 ;; нс осущест к.Д --к-нид к )КД1 игт(;чни 3 Д. л Д т cooTEjei ,д. д д:д|;1 (формируются

д;:д |:Д1 -;:, 1 аиря . Ма ;ример. амили ДД ддй д; длдят ю опре. д6Д1ЧОМ

г П;, :

С, - I-, ЮК,

:. Д; . fM:,i lia активно- 1; iод (;д выходДДД д /Дi; дазбит, ИЗ 30 равдд-. д дем1ДГ;Д1|)н1)1х ступеней).

Д-;ДД аД- )тся ключи

Д} Ддд;д1| аетси замкнутой

Д дыад на ней ({зормируетДД сн Д1:1рд/ке|ия {})иг. 2а).

: ( ;;з;:д вместо к;|юча 6

зд; К .1;дрД1К1 подключается секция основного источника с напряжением DI и на выходе инвертора формируется первая стунень напряжения.

На третьем интервале замыкаются ключи 4, 6 и 8, через которые к выходным выводам подключается источник с напряжением U2, что обеспечивает формирование второй ступени напряжения.

На четвертом интервале вместо ключа 6 замыкается ключ 1, К нагрузке подключаются крайние зажимы основного источника и на ней формируется третья ступень напряжения Uj Uz +Ui 3L.

На пятом интервале замыкаются ключи 2, 3 и 7. Нри этом с помощью ключей 3 и 7 основной и дополнительный источники соединяются встречно-поел едовательно и на выходе инвертора формируется четвертая ступень напряжениТт с амплитудой

U4-Ur-{Ui+U2)4lJi.

Дальнейшая работа инвертора происходит аналогично описанному в соответствии с диагра.м.мой коммутации ключей. В результате его работы на выходе формируется десятиступенчатое напряжение, формула которого представлена па фиг. 26.

Подключение любой ветви схемы с помощью ключей переменного тока обеспечивает возможность прохождения тока в двух направлениях и постоянство заданной разности потенциалов на нагрузке в течение каждого интервала. Это обуславливает работоспособность инвертора с неизм нной формой кривой выходного напряжении при любом коэффициенте мощности нагрузки.

Предлагае.мый инвертор имеет значительно лучшую форму кривой выходного напряжения, чем известный. Он позволяет формировать десятиступенчатую, близко приближающуюся к синусоиде кривую выходного напряжения с коэффициентом гармоник Кг 4,1% вместо трехступенчатой

кривой с Кг 16°/о в прототипе. Использование предлагаемого инвертора приводит к умепьп1ению потерь мощности в потребителе и повыщению его КПД, имеет меньщую массу и габариты, лучшие динамические показатели, так как для повышения качества выходного напряжения не требуется установки фильтра, проще, .так как содержит 12 управляемых вентилей вместо 14 в прототипе.

Формула изобретения

Однофазный инвертор, содержащий однофазный мост на управляемых вентилях, шунтированных возвратными диодами, выводы постоянного тока которого образ ют основные силовые входные выводы для подключения их к основному источнику питания и с промежуточным отводом, а выводы переменного тока этого моста через основные ключи переменного тока соединены с основным нулевым выводом для подключения его к упомянутому промежуточному отводу, отличающийся тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного напряжения, он снабжен дополнительными ключамп переменного тока, соединяющими один из выводов переменного тока однофазного моста с дополнительными силовыми входными выводами и с дополнительной нулевой точкой д,1я подключения их к выводам дополнительного источника питания и к его средней точке соответственно. Источники информации.

принятые во внимание при экспертизе

3.Авторское свидетельство СССР Ло 511667. кл. Н 02 М 7/515, 1972.