Устройство для управления инвертором со ступенчатой формой выходного напряжения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРОМ СО СТУПЕНЧАТОЙ ФОРМОЙ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, состоящим из трехфазного моста, к фазам которого через блок ключей подключен выход однофазного инвертора, питающегося от источника питания со средней точкой , содержащее последовательно соединенные задающий генератор и двухфазный формирователь импульсов, первый выход которого предназначен для подключения к управляющему входу однофазного инвертора, второй соединен с входом кольцевого распределителя импульсов, состоящего из шести яч€зк, четыре несимметричных автогенератора , каждый из которых состоит из транс рматора, выполненного на стержневом или броневом сердечнике , с выходными обмотками, обмотками обратной связи и первичными обмотками, подключенными к транзисторам по схеме несимметричного. автогенератора , отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и массогабаритных показателей, уп-, равляющие входы первого и второго транзисторов первого несимметричного .автогенератора подключены к выходам первой и третьей ячеек кольцевого распределителя соответственно , управляющие входы транзисторов второго несимметричного автогенератора - к выходам четвертой и шестой ячеек распределителя, третьего несимметричного автогенератора - к выходам третьей и пятой ячеек, четвертого несимметричного автогенератора - к выходам шестой и второй ячеек кольцевого распределителя, причем первичные Обмотки, обмотки обратной г связи и ВЕзкодные обмотки трансформаторов несимметричных автогенераторов расположены на первых стержнях соответствующих сердечников, первые выходные обмотки первого, второго, третьего и четвертого несимметрич§ ных автогенераторов предназначены для подключения к управляющим входам ключей первой и второй фаз трехфазIsD ного моста соответственно, вторые выходные обмотки, предназначенные СО для подключения к управляющим вхо дам ключей третьей фазы трехфазного моста, охватывают два первых стерж00 ня Сердечников трансформаторов двух фаз, выходные обмотки, предназначенные для подключения к первому управляющему входу блока ключей, охватывают все вторые стержни четырех трансформаторов, выходные обмотки, предназначенные для подключения к второму и третьему управляющим входам блока ключей, охватывают вторые стержни двух соответствующих трансформаторов .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зш Н02P 13 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО AKhAM ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3522849/24-07 (22) 17.12.82 (46) 15.,12.84.Бюл.М 46 (72) В.P.Áèðþêoâ (53) 621.314.727 (088.8) (56) 1. Константинов B.Ã. Многофазные преобразователи на транзисторах. М., "Энергия", 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

N 801207, кл. Н.02 P 13/18, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ИНВЕРТОРОМ СО СТУПЕНЧАТОЙ ФОРМОЙ

ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, состоящим из трехфазного моста, к фазам которого через блок ключей подключен выход однофазного инвертора, питающегося от источника питания со средней точкой, содержащее последовательно соединенные задающий генератор и двухфазный формирователь импульсов, первый выход которого предназначен для подключения к управляющему входу однофазного инвертора, второй соединен с входом кольцевого распределителя импульсов, состоящего из шести ячс зк, четыре несимметричных автогенератора, каждый из которых состоит из трансформатора, выполненного на стержневом или 61оневом сердечнике, с выходными обмотками, обмотками обратной связи и первичными обмотками, подключенными к транзисторам по схеме несимметричного автогенератора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и массогабаритных показателей, уп-, равляющие входы первого и второго

„„SU„„1129713 А транзисторов первого несимметричного ° автогенератора подключены к выходам первой и третьей ячеек кольцевого распределителя соответственно, управляющие входы транзисторов второго несимметричного автогенератора — к выходам четвертой и шестой ячеек распределителя, третьего несимметричного автогенератора — к выходам третьей и пятой ячеек, четвертого несимметричного автогенератора — . к выходам шестой и второй ячеек кольцевого распределителя, причем первичные обмотки, обмотки обратной связи и выходные обмотки трансформа" торов несимметричных автогенераторов расположены на первых стержнях соответствующих сердечников,-первые выходные обмотки первого, второго, третьего и четвертого несимметричных автогенераторов предназначены для подключения к управляющим входам ключей первой и второй фаэ трехфазного моста соответственно, вторые выходные обмотки, предназначенные для подключения к управляющим входам ключей третьей фазы трехфазного моста, охватывают два первых стержня сердечников трансформаторов двух фаэ, выходные обмотки, предназначенные для подключения к первому управляющему входу блока ключей, охватывают все вторые стержни четырех трансформаторов, выходные обмотки, предназначенные для подключения к второму и третьему управляющим входам блока ключей, охватывают вторые стержни двух соответствующих трансформаторов.

1 1 1297

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразователь- ной технике, и может быть использовано при построении вторичных источников питания.

Известно устройство управления

5 трехфазным инвертором, которое выполнено на мультивибраторах, управляемых задающим генератором 1.1 3.

Недостаток заключается в том, что н обходимо большее количество мультивибраторов (шесть) и в сложности формирования несимметричных импульсов управления ключами.

Наиболее близким по технической сущности является устройство управления .инвертором со ступенчатой формой выходного напряжения, состоящим из трехфазного моста, к фазам которого через блок ключей подключен выход однофазного инвертора, пи" тающегося от источника питания со средней точкой, содержащее последовательно соединенные задающий генератор и двухфазный формирователь импульсов, первый выход которого предназначен для подключения к управляющему входу однофазного инвертора, второй — соединен с входом кольцевого распределителя импульсов, состоящего из шести ячеек., четыре несим30 метричных автогенератора, каждый из которых состоит из трансформатора, выполненном на стержневом и блоковом сердечнике, с выходными обмотками, обмотками обратной связи и первичны.ми обмотками, подключенными к транзисторам по схеме несимметричного автогенератора Г2 3.

Недостатком устройства является пониженная надежность из-за большого 40 количества обмоток и соединений между обмотками трансформаторов управления, а также повышенный расход обмоточного провода при изготовлении трансформаторов.

Цель изобретения — повышение надежности массогабаритных показателей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления 50 инвертором со ступенчатой формой выходного напряжения, состоящем из трехфазного моста, к фазам которого через блок ключей подключен выход однофазного инвертора, питающегося 55 от источника питания со средней точкой, содержащем последовательно соединенные задающий генератор и двух13 1 фазный формирователь импульсов, первый выход которого предназначен для подключения к управляющему входу однофазного инвертора, второй соединен со входом кольцевого распределителя импульсов, состоящего из шести яче1 ек, четыре несимметричных автогенератора, каждый из которых состоит из трансформатора, выполненного на стержневом или броневом сердечнике с выходными обмотками, обмотками обратной связи и первичными обмотками, подключенными к транзисторам по схеме несимметричного автогенератора, управляющие входы первого. и второго транзисторов первого несимметричного asòîãåíåðàòoðà подключены к выходам первой и третьей ячеек кольцевого распределителя соответственно, управляющие входы транзисторов второго несимметричного автогенератора — к выходам четвертой и шестой ячеек распределителей, третьего несимметричного автогенератора — к выходам третьеи и пятой ячеек, четвертого несимметричного автогенератора — к выходам шестой и второй ячеек кольцевого распределителя, I причем первичные обмотки, обмотки обратной связи и выходные обмотки трансформаторов несимметричных автогенерато-, ров расположены на первых стержнях соответствующих сердечников, первые вы„ходные обмотки первого, второго, третье-., го и четвертого несимметричных автогенераторов предназначены для подключения к управляющим входам ключей первой и второй фаз трехфазного моста соответственно, вторые выходные обмотки, предназначенные для подключения к управляющим входам ключей третьей фазы.. трехфазного моста, ох- ватывают два первых стержня сердечников трансформаторов двух фаз, выходные обмотки, предназначенные для подключения к первому управляющему входу блока ключей охватывают все вторые стержни четырех трансформаторов, выходные обмотки, предназначенные для под:;люченил ко второму и третьему управляющим входам блока ключей, охватывают вторые стержни двух соответствующих трансформато- . ров.

На Фиг. 1,а представлена принципиальная электрическая схема инвертора; на фиг.2 — схема расположения обмоток на трансформаторе;

3 !1297 на фнг. 3 †.временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит последовательно включенные задающий генератор 1, двухфазный преобразователь 2,3,кольцевой распределитель 4 с трансформаторами управления 5-8, однофазный инвертор 9, блок ключей 10, ключи 11,12 трехфазного моста 13, транзисторы 14 в схеме автогенератора, обмотки 15-20 трансформаторов 5-8 подключены к управляющим входам блока ключей 10 и ключей 11,12, трех- ° . фазный мост 13, один иэ выходов инвертора 9 подключен параллельно нагрузке через блок ключей 10, а другой выход — последовательно с нагрузкой.

Устройство работает следующим образом. 20

При подключении устройства управления к источнику питания запускается задающий генератор 1, который управляет двухфазным преобразователем 2 3, частота которого в 2 раза меньше частоты задающего генератора . Один иэ выходов двухфазного ,преобразователя 2,3, управляет однофазным инвертором 9, а другой — кольцевым распределителем 4, на выходе которого формируются импульсы управления ключами 11,12 трехфазного моста 13 и блоком ключей 10.

Для управления ключами 1),12 и блоком ключей !О фазы, например А, необходимы импульсы управления )),Б (фиг.З)

35 которые сформированы с помощью схемы управления на трансформаторах 5,6.

Если импульс U< (фиг.З} формируется на обмотках трансформаторов 5, а U. — на обмотках трансфор6 матор б, то для получения импульса для управления клю-. чем 4 этой фазы необходимо соединить две обмотки на трансформаторах 5,6 последовательно, что приводит к дополнительным двум пайкам на каждое такое соединение, Наиболее рациональным является получение этого напряжения на обмот- 5О ке,схватывающейдва сердечника трансформаторов управления ключами l),12 данной фазы. В данном случае мы суммируем магнитные потоки Ф5, Фб сердечников трансформаторов 5,6 и полу- у чаем суммарный магнитный поток

Ф5+Фб, который наводит ЗДС (напряжение) управления блоком ключей 10 дан)3 4 ной фазы на обмотке 18, охватывающей два сердечника трансформаторов управления ключами этой фазы. Для управления ключами ll 12 третьей фазы используются обмотки 19, охватывающие два стержня трансформаторов управления двух разных фаэ (крайние стержни ) фиг.2.

Здесь также (фиг.З,г) происходит сложение магнитных потоков, Ф5 и Ф7, (Фб и Ф8). Суммарные магнитные потоки (Ф5 + Ф7) и (Фб + Ф8) наводят.ЭДС (напряжение ) управления ключами !1,1 2 третьей фазы. Для управления блоком ключей !О третьей фазы используется обмотка. На крайних етержнях, поверх выходных обмоток управления ключами 11,12 двух фаз, располагаются обмотки 19 управления ключами ll,)2 третьей фазы.

Для построения такой конструкции основную роль играет выбор импульсов управления.

В четырех (средних ) сердечниках суммируются все четыре магнитных потока трансформаторов управления 5-8.

Суммарным потоком наводится в обмотке ЭДС (напряжение) управления блоком ключей 10 третьей фазы.

Для практической реализации необходимо проделать следующее ° На одном стержне наматываются первичные обмотки 15 обратной связи )6 и выход-, ные 17 для управления ключами 11,12 фазы. Затем свободные стержни соеди-. няются и на них располагаются обмотки 18 для управления блоком ключей 10 этой же фазы. Затем по два соединенных трансформатора соединяются и на средних стержнях поверх обмоток управления блоком ключей 10 двух фаз располагаются обмотки 20 для управления блоком ключей 10 третьей фазы. Такое соединение сердечников трансформаторов является очень слож" ным. Поэтому наилучшим выбором являются импульсы управления ключами 11,12 двух фаэ, так как импульсы управления ключами 11,12 третьей фазы получаются путем сложения тех же импульсов двух фаз, а импульс управления ключом 4 третьей фазы получается суммой импульсов управления ключами 4 других фаз, последние путем суммирования импульсов управления ключей ll 12 своей фазы.

При таком изготовлении нет необ- ходимости в дополнительных соедине1129713 ниях двуМ блоков, что уменьшает число соединений на 12 а также уменьшается число обмоток на 4 на каждом трансформаторе управления.

Таким образом, повьппается надежность блока управления. Одновременно сокращается расход. меди при намотке вторичной обмотки для управ ления дополнительными ключами переменного тока примерно Hà 25Х, так как уменьшается общая длина одного витка на 25Х, что в пересчете на: весь трансформатор составляет примерно 10Х.

1129713

Филиал П. Б "Патент", r. Уагород, ул. Проектнаа, 4

1116

1516

ЗРЧИПИ

Тираж 666

6 ZLl 18

z.2

Заказ 9463/44

Подлисное

5517