Устройство симметрирования силового трансформатора инвертора

 

Изобретение относится к преобразовательной электротехнике и может быть использовано в ШИМ-инверторах с синусоидальным выходным напряжением, выполненных по любой из известных схем. Цель изобретения - повышение надежности и улучшение качества выходного напряжения инверторов с синусоидальным выходным напряжением путем исключения воздействия устройства симметрирования на инвертор при коррекции измеренного значения индукции. Изобретение позволяет формировать сигнал, пропорциональный изменению магнитной индукции, который используется для корректировки длительности импульсов управления коммутатора инвертора 2. В устройство введены обнуляющий ключ 9 интегрирования и блок 8 сопряжения, а блок обработки токов выполнен в виде пик-трансформатора 6, первичные обмотки которого согласно последовательно соединены с каждой обмоткой силового трансформатора, а вторичная обмотка подключена выводами к входу блока 8 сопряжения. 3 ил. Чя Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 М 7/5395

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4

К)

С)0

Ql (л) (61) 1495963 (21) 4771479/07 (22) 19.12.89 (46) 23.04.92, Бюл. N. 15 (71) Всесоюзный электротехнический институт им. В.И.Ленина (72) Г.М,Мустафа и P.Ø.Ðóäèöêèé (53) 621.314.57(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1495963,,кл,,Н 02 M 7/5395, 1987. (54) УСТРОЙСТВО СИММЕТРИРОВАНИЯ

СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА ИНВЕРТОРА (57) Изобретение относится к преобразовательной электротехнике и может быть использовано в ШИМ-инверторах с синусоидальным выходным напряжением. выполненных по любой из известных схем, Цель изобретения — повышение надежности

Изобретение относится к преобразовательной технике, может быть использовано в

ШИМ-инверторах с синусоидальным выходным напряжением, выполненных полюбой иэ известных схем, и является усовершенствова- . нием устройства по авт.св. N 1495963.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство симметрирования силового трансформатора ШИМ-инвертора, содержащего силовой трансформатор, транзис". орный коммутатор и модулятор, в состав которого в данном случае входит генератор несущей частоты

ШИМ, сумматоры и компараторы, На выходе модулятора формируются сигналы управления коммутатором, на один из входов подается сигнал задания е, а на другой—

„„ А „„1728953 А2 и улучшение качества выходного напряжения инверторов с синусоидальным выходным напряжением путем исключения воздействия устройства симметрирования на инвертор при коррекции измеренного значения индукции. Изобретение позволяет формировать сигнал, пропорциональный изменению магнитной индукции, который используется для корректировки длительности импульсов управления коммутатора инвертора 2. В устройство введены обнуляющий ключ 9 интегрирования и блок 8 сопряжения, а блок обработки токов выполнен в виде пик-трансформатора 6, первичные обмотки которого согласно последовательно соединены с каждой обмоткой силового трансформатора, а вторичная обмотка подключена выводами к входу блока 8 сопряжения. 3 ил. корректирующий сигнал де с выхода устройства симметрирования, состоящего из порогового устройства, блока измерения индукции магнитопровода силового трансформатора и блока обработки токов обмоток трансформатора. Блок измерения индукции состоит из датчика выходного напряжения, инвертора и интегратора, а блок обработки токов — иэ датчиков тока обмоток трансформатора и дифференциального усилителя.

Цель изобретения — повышение надежности и улучшение качества выходного напряжения шим-инверторов с синусоидальныM выходным напряжением.

На фиг.1 представлено устройство симметрирования силового трансформатора

1728953

LUNM-инвертора; на фиг.2 и 3 — диаграммы, поясняющие его работу. В состав ШИМ-инвертора входят, например, силовой трансформатор 1, коммутатор 2 и модулятор 3, выполненный, на сумматоре, на входы которого поступают сигнал задания е и сигнал коррекции де, и компараторе, на входы которого подается сигнал несущей частоты

ШИМ и выходной сигнал сумматора.

Устройство симметрирования (фиг.1) состоит из датчика 4 выходного напряжения е, блока 5 интегрирования с обнуляющим ключом 9, порогового устройства 7, блока обработки токов, выполненного в виде пиктрансформатора 6, и блока 8 соприяжения, причем датчик 4 подключен к входу блока 5 интегрирования, его выход через пороговое устройство 7 подключен к соответствующему входу модулятора 3, а управляющий электрод ключа 9 через блок 8 сопряжения подключен к выходной обмотке пик-трансформатора 6, при этом первичные обмотки пик-трансформатора 6 последовательно включены в цепь соответствующих обмоток силового трансформатора 1.

В работе устройства симметрирования используется свойство пик-трансформатора 6 генерировать на вторичной обмотке импульсы напряжения в моменты времени,когда ток намагничивания меняет знак. Диаграммы по фиг.2а,б иллюстрируют работу устройства симметрирования для случая идеального трансформатора, при этом предполагается, что моменты перехода индукции и тока намагничивания через нуль совпадают.

Устройство симметрирования работает следующим образом.

Напряжение с датчика 4 поступает на вход блока 5 интегрирования, на выходе блока интегрирования формируется сигнал

В = f edt, поступающий на пороговое устройство 7, уровни срабатывания которого

+Bopð выбираются так, чтобы оно находилось на пороге срабатывания. При этом (фиг.2б, в, Инт.1) на его выходе формируется сигнал де с очень маленькой амплитудой, что не сказывается на работе инвертора, но улучшает динамику устройства симметрирования. Здесь же показан процесс коррекции Вдзц Предположим, что Вдзя ) В. Тогда в момент времени, когда В = О, пик-трансформатор 6 генерирует импульс напряжения, поступающий на блок 8 сопряжения на выходе которого формируется сигнал управления ключом 9, последний замыкается и обнуляет блок 5 интегрирования, при этом

Визм = 0= В.

На фиг,2, Инт.2 показана работа устройства симметрирования при воздействии сильно действующих факторов, например при сбросе нагрузки в момент времени т .

5 Напряжение е на выходе инвертора при этом возрастает, соответственно возрастает ВДЗя увеличивается амплитуда сигнала де, известным способом компенсирующего появляющийся ток подмагничивания и

10 предотвращающего тем самым одностороннее наСыщение магнитопровода силового трансформатора.

На фиг.2, Инт.3 показана работа устройства симметрирования при наличии тока

15 подмагничивания, обусловленного слабыми факторами, например наличием постоянной составляющей в сигнале задания е . В момент изменения знака индукции B происходит коррекция ее измеренного значения

20 BL13M, так что В = В э, и на выходе порогового устройства формируется сигнал де.

В магнитопроводе реального трансформатора всегда имеются потери, поэтому всегда существует сдвиг между моментами

25 перехода индукции В и тока намагничивания через нуль. Из этого следует, что обнуление интегратора происходит не при

В=О, а при B=const (фиг.3). Компенсация постоянной ошибки измерения Виэм осу30 ществляется либо изменением постоянной интегрирования, либо изменением уставок порогового устройства с + Bn

+ В*пор °

Технико-экономическая эффективность

35 отиспользования изобретения заключается в следующем.

Изобретение предотвращает односторонее подмагничивание и насыщение силового трансформатора LUNM-инвертора, 40 устраняет необходимость введения запаса по индукции в магнитопроводе силового трансформатора и запаса потоку в вентилях коммутатора. При этом улучшаются массогабаритные показатели и снижается себе45 стоимость инвертора.

Кроме того, существенно улучшаются эксплуатационные характеристики инвертора, такие как надежность, коэффициент несинусоидальности выходного напряже50 ния, устойчивость работы, особенно в пусковом и аварийном режимах и при работе на нелинейную нагрузку.

Формула изобретения

Устройство симметрирования сило55 вого трансформатора инвертора по авт.св. М 1495963, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и улучшения качества выходного напряжения ШИМ-инверторов с синусоидальным

1728953 выходным напряжением путем исключения воздействия устройства симметрирования на ШИМ-инвертор при коррекции измеренного значения индукции, введены обнуляющий ключ интегрирования и блок сопряжения, блок обработки токов выполнен в виде пик-трансформатора, причем исполнительная цепь обнуляющего ключа включена между входом и выходом блока интегрирования, управляющий вход ключа подключен к выходу блока сопряжения, входом подключенного к выводам вторичной

5 обмотки пик-трансформатора, первичные обмотки которого соответственно включены согласно последовательно с каждой обмоткой силового трансформатора инвертора.

1728953

ыр

8 пор

В

4Ь2. 5

Составитель Р, Рудицкий

Редактор О, Юрковецкая Техред М,Моргентал Корректор М, Шароши

Заказ 1413 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101