Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в переменное Советский патент 1982 года по МПК G05F1/44 

(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ

1

Изобретение относится к электро/технике, предназначено для электропитания различного рода электрооборудования и может быть использовано в широком диапазоне мощностей с выходом, как на постоянном, так и на переменном токе.

Известны стабилизированные преобразователи, в которых стабилизация выходного напряжения осуществляется путем включения между первичным ис- точником и нагрузкой нелинейного резонансного регулятора, при этомс выхода стабилизированного преобразователя заведена обратная связь, управляющая углом включения тиристоров, входящих в этот контур til и 21.

, Недостатком указанных устройств является.асимметрия выходного напряжения нелинейного резонансного регулятора, вызванная наличием постоянной составляющей в его выходном токе.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в переменное, который содержит инвертор, входом подключенный к входньол клеммам, дроссель, который одним концом подключен к ОДНОЙ из выходных шин инверг тора, а другим к точке соединения одного из выводов конденсатора, вспомогательного дросселя и одного из выводов первичной обмотки выходного трансформатора, при этом второй конец вспомогательного дросселя подключен к точке соединения встречнопараллельно включенных тиристоров,

10 а другая точка соединения этих тиристоров подключена к точке,соединения второй выходной шины инвертора, второго вывода конденсатора и второго вывода первичной обмотки вы15ходного трансформатора, основной блок управления тиристорами, включающий в себя последовательно соединенные выпрямитель, дифференцигшьный усилитель и формирователь управ20ляющих импульсод 3.

Недостаток известного стабилизированного преобразователя заключается в том, что постоянная составляющая тока на выходе нелинейного резонансного регулятора (НРР), включающего дроссели/; тиристоры и конденсатору, источником которой могут быть инвертор, сам НРР, нагрузка и блок управления НРР, искажает фор30му выходного напряжения и при определенной величин-е этого тока воз никает неустойчивая работа преобра зователя. Это объясняется тем, что наличие постоянной составляющей, то ка в первичной обмотке выходного трансформатора вызывает его насыщение, что приводит к искажению фо мы напряжения, поступающего по цепи обратной связи на блок управления НРР. При этом фазы включения тиристоров относительно соответств щих полупериодов выходного напряже ния становятся разными, что приводит к дальнейшему увеличению посто ной составляющей тока в первичной обмотке выходного трансформатора. Поэтому устойчивая работа с допустимыми искажениями выходного напряжения возможна при малых значениях рабочей индукции выходного трансформатора, что резко увеличива ет его габариты и вес. Цель изобретения устранение по стоянной составляющей тока в цепи первичной обмотки выходного трансфо матора Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в переменное .введены датчик тока постоянной составляющей и дополнитель ный блок управления, аналогичный ос новному, причем входы основного и дополнительного блоков управления подключены к соответствующим вторич ным обмоткам выходного трансформато ра, а выходы соединены с управляющими электродами соответствующих ти ристоров, вход датчика тока постоян ной составляющей включен последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора, а выход соеди нен с входом дифференциального уси лителя дополнительного блока управления. На чертеже представлена блок-схе ма стабилизированного преобразователя постоянного напряжения в переменное, Устройство содержит инвертор 1, .нелинейный резонансный регулятор (НРР) 2, дроссель 3 ПРР, конденсатор 4 НРР, вспомогательный дроссель 5 НРР, выходной трансформатор тирис.торы 7 и 8 НРР, датчик 9 тока постоянной составляющей, вторичные обмотки 10 и 11 выходного трансформатора, выпрямитель 12, дифференциальный усилитель 13, формироватець 14 ..управляющих импульсов основ Hoi b блока управления, выпрямитель дифференциальный усилитель 16, фор:мирователь 17 управляющих импульсов дополнительного блока управления. Вторичная обмотка 10 обратной связи соединена со входом Дополнительного блоки управления, который состоит из последовательно соединен ных выпрямителя 15, дифференциального усилителя 16 и формирователя 17 управляющих импульсов, а выход этого блока соединен с управляющим электродом тиристора 8. Другая вторичная обмотка 11 обратной связи соединена со входом основного блока управления, который состоит из последовательно соединенных выпрямителя 12, дифференциального усилителя 13 и формирователя 14 управляющих импульсов, а выход с. управляющим электродом тиристора 7, Устройство работает следующим образом. Инвертор 1 преобразует постоянное входное напряжение в прямоугольное напряжение требуемой частоты,, которое поступает на вход НРР 2, НРР 2 преобразует прямоугольное напряжение в синусоидальное. Уровень амплитуды синусоидального напряжения на выходе НРР 2 зависит от фазы включения соответствующих тиристоров НрР 2 относительно момента прохождения полуволны выходного напряжения через нулевое значение. Напряжение синусоидальной формы с выхода НРР 2 через датчик 9 тока поступает на первичную обмотку выг ходного трансформатора 6, С обмоток 10 и 11 обратной связи синусоидальное напряжение поступает на однополупериодныё выпрямители 12 и 15 основного и дополнительного блоков управления, Вдифференциальных усилителях 13 и 16 происходит сравнение амплитуды полуволн напряжения обратной связи с эталонным напряжением установки. Сигналы с дифференциальных усилителей 13 и 16 -поступают соответственно на формирователи 14- и 17 управляющих импульсов, которые подают на- тиристоры 7 и 8 НРР 2 импульсы упраЁл:ения, задавая фазу включения этих тиристоров относительно момента прохождения полуволны через нулевое значение. Чем раньше включаются тиристоры, тем меньше напряжение на выходе НРР 2 и -наоборот. При появлении на выходе НРР 2 постоянной составляющей тока вольт-секундные площади полуволн выходного напряжения становятся разными. Датчик тока выдает сигнал, отражающий величину и направление по-стоянной составляющей тока, который поступает на вход дифференциального усилителя 16 дополнительного блока управления. Сигнал с дифференциального усилителя изменяет момент формирования управляющего импульса таким образом, что фаза включения тиристора 8 относительно фазы включения тиристора 7 изменяется, при этом вольт-секундные площади выходного

напряжения НРР 2 за каждый полупериод становятся одинаковыми и тем самым устраняется постоянная составляющая тока на выходе НРР 2.

Предлагаемое устройство позволя ет устранить постоянную составляющую тока на выходе НРР независимо от источника ее генерации, что обеспечивает малые искажения выходного напряжения и устойчивую работу НРР при значительно больших значениях индукции выходного трансформатора, что . в свою очередь позволяет сократить габариты и ;свес преобразователя.

Формула изобретения

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий инвертор, .: дом подключенный к входным клеММс1М, дроссель, который одним концом подключен к одной из выходных шин инвертора, а другим к точке соединения одного из выводов конденсатора, вспомогательного дросселя и одного из выводов первичной обмотки выходного трансформатора, при этом второй конец вспомогательного дросселя подключен к точке, соединения встречно-параллельно включенных тиристоров а другая точка соединения зтих тирисtopOB подключена к точке соединения второй выходной шины инвертора,второго вывода конденсатора и второго выт вода первичной обмотки выходного трансформатора, основной блок управления тиристорами, включающий в себя последовательно соединенные выпрямитель, дифференциальный усилитель и формирователь управляющих импульсов, отличающийся тем, что с целью устранения постоянной составляющей в цепи первичной обмотки выходного трансформатора, в него введены датчик тока постоянной составляющей и дополнительный блок управления, аналогичный основному, причем входы основного и дополнител ного блоков управления подключены

5 .к соответствующим вторичным :обм6т кам выходного трансформатора, а выходы соединены с управляющими электродами соответствующих тиристоров, вход датчика тока постоянной сос0тавляющей включен последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора, а выход соединен с входом дифференциального усилителя дополнительного блока управления.

5

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 647664, кл, G 05 F 1/20, 1979,

2.Богданов Д.И, Феррорезонанс0ные стабилизаторы напряжения. М,, энергия, 1972.

3.Патент США № 3435248,

кл. 307 - 46, 1969, с. 31, рис. 2-3.