Способ управления двухтактным инвертором Советский патент 1982 года по МПК H02P13/18 

(S4) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХТАКТНЫМ ИНВЕРТОРОМ

I

Изобретение относится к эпектротезсниг ке, в частности к силовой преобразовательной технике и может быть испопьзо. вано в устройствах регулирования электрической энергии: электроприводе, элек тротехнологии, вторичных источниках п&тания.

Известен способ управления двухтак-л. ным инвертором, содержаошм силовые ключи, трансформатор, конденсатор кхлл пенсации динамических потерь, состоящий в том, что поочередно отпирают силовые ключи противоположных штеч инвертора, а между отпирающими сигналами устанавливают фиксированную задернс ку Г13 .

Недостаток известного способа - повышенные потери энергии, вызванные тем, что при изменении нагрузки инвертора вследствие фиксированной величины задержки не представляется возможным, осуществить полный перезаряд конд гсатора компенсации динамических потерь энергией, накопленн( в трансформатор

инвертора. Вследствие этого неизбежно протекание тока перезаряда указанного конденсатора через силовые ключи инвертора, сопровождающееся дополнительными потерями энергии.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ управления, при котором измеряют ток перезаряда конденсатора компенсации динамических потерь и на время его протекания запрещают проводящее состояние силовых ключей инвертора 2 ,

Однако недостатками известного способа являются значительные коммутаци(жиые потери при первом включении инвертора и связанное с этим снижение надежности и КПД устройства, реализую щего способ . Это обусловлено необходимостью перезаряда конденсатора кок пенсации динамических потерь при первом включении током силовых ключей, а не энергией, накопленной в трансфера маторе. Низкая надежность управления силовыми ключами гфи некоторых конфигурациях схем силовой части инвертора, Нагфимер, в мостовом инверторе вследствие конечного времени выключе- НИН силовых ключей возникает пауза ток перезаряда конденсатора компенсации динамических потерь, снимается запрет на отпирание силовых ключей, что приводит -к протеканию по ним сквозного тока, т.е. к аварийному пенсиму. Цель игобретения повышение надеж ности управления и увеличение КПД. Поставленная цель достигается тем, что при способе управления двухтактным инвертором, содержащгдм- силовые ключи, трансформатор, конденсатор компенсаций динамических потерь и цепь его первоначального заряда с индуктивным ограни чением тока, состоящем, в том , что формируют сигналы поочередн-о1х отпирания силовых ключей, а также запирания их на время перезаряда конденса-ч тора компенсации динамических потерь, формируют сигнал первоначального включения инвертора и подают его на цепь первоначального заряда конденсатора компенсации динамических потерь, сформируют опорный сигнал, измеряют сигналы на выходах трансформатора, срав- нивают их и осуществляют указанное запирание силовых ключей инвертора, если сигнал на выводах трансформатора превышает опорный сигнал. На чертеже представлена схема поясняющая данный способ управления. Схема Содержит силовые ключи 1, 2 3 и 4, шунтированные диодами 5, 6, 7 и 8, образующие мостовой инвертор. Трансформатор 9 инвертора имеет первичную обмотку Ю и управл5пощие обмотки 11, 12, 13 и 14. Конденсатор компенсации динамических потерь 15 подключен параллельно первичной обмо1 ке тpaнcфqpмaтopa, управляшэщие обмотк которого через токоограничивающие рези торы 16, 17, 18 и 19 подключены к управлтощим цепям силовых ключей. Запирание силовых ключей 1, 2, 3 и 4 осуществляется при помощи управляемых ключей запярания 2О и 21. Резистор 2 образует цепь отпирающего смещения силового кггюча. 3. Управляющие входы ключей запирания подключены к компара тору 23 сравнивающему опорный сигнал с источника 2.4 с сигналами на выходах первичной обмотки трансформатора 9, Параллельно силовому ключу 1 подклкхчека цепь первоначального заряда ксйде сатора компенсации динамических потерь, состоящая из индуктивного ограничи-теля тока 25 (реактора и управляемого ключа 26, управляющая цепь которого подключена к формирователю сигнала первоначалыюго включения инвертора 27. Поочередное переключение силовых ключей осуществляется при помощи генератора тактовых импульсов 28. Питание инвертора осуществляется от щин 29 и ЗО. До пуска инвертора вследствие наличия цепи отпирающего смещения резистора 22, сигнал на обоих вьшодах первичной обмотки Ю трансформатора 9 близок к сигналу на шине питания 30. Для но{ мальной работы схемы выбирают величину опорного сигнала, формируемого источником 24, несколько большей напряжения на насыщенных силовых ключах 1 и 4 и существенно меньшей сигнала на шине питания ЗО. Вследствие этого до пуска инвертора компаратор 23, сравнивающий сигналы на вькодах обмотки 10 с опорным сигналом, находится в состоянии логической 1 на выходе, обеспечивая открытое состояние управляемых ключей запирания 20 и 21 и, следовательно, закрытое состояние силовых ключей 1 И 4, что предотвраивет возможность возникновения автоколебайий в схеме. При пуске инвертора формирователь сип1ала первоначального включения 27 включает управляемый ключ 26 цепи первоначального заряда конденсатора компенсации динамических потерь 15, который начинает перезаряжаться через . открытый цепью 22 силовой ключ 3 и индуктивный ограничитель тока (реактор) 25. Появляющееся при этом напряжение на первичной обмотке Ю траноформатора 9 напряжение трансформируется в управляющие обмотки 11, 12, 13 и 14 и обеспечивает надежное отпирание силового ключа 3. При снижении сигнала на левом выводе обмотки 10 до величины опорного уровня источника 24 компаратор 23 переходит в состояние логического О на выходе, что приводит к запиранию управляемого ключа 2О и отпиранию силового ключа 1 напряжением, трансформированным в управляющую обмотку 11. В данный момент (или с фиксированной задержкой относительно этого момента) запирается управляемый ключ 26, и энергия, накопленная в индуктивном ограничителе 25 вы.водится в первичный источник питания или нагрузку инвертора. В схеме устанавливается состояние, соответствующее по