Устройство для управления инвертором

 

(»)748791

Союз Советскнк

Соцналнстнческ ни

Реслублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1 20 678 (21) 2 63 2 4 64 /24-0 7 с присоединением заявки ¹-— (23) Приоритет

Опубликовано 1507.80. Бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания 1 50780 (51)М. Кл.

Н 02 P 13/18

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5Ç) УДК 621.316. ,727 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Б. A. Глебов и Т. Н. Жариков а

Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЙЙВЕРТОРОМ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройс)твах преобразования электрической энергии. 5

Известен мостовой инвертор напряжения с полузависимым управлением силовыми транзисторами (1) в которых два ведущих транзистора мостовой схемы управляются от системы управления, внешней по отношению к силовой части инвертора, два других (ведомых) получают сигналы управления от обмоток си лового или дополнительного трансформатора, а ток этого сигнала ограни- чен резисторами.

Недостаток известного устройствапотери мощности в резистивных цепях ограничения тока управления.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство управления MocToBblM инвертбром напряжения (21, содержащее два трансформатора тока, первичные обмотки которых25 включены последовательно с нагрузкой инвертора в мостовую схему, вторичные обмотки каждого-параллельно управляйщей цепи соответствующего ведомого транзистора, а третьи обмотки через диоды подключены параллельно шинам питания.

Недостаток устройства состоит в том, что при отпирании ведущего транзистора в цепи управления ведомого не появляется ток,необходимый для его отпирания ° Для отпирания ведомого транзистора устройство управления должно сформировать короткий .начальный импульс и передать его в базовую цепь соответствующего ведомого транзистора, одновременно з апрещая отпирание другого ведомого транзистора- бт "им - пульса помехи . Следует отметить, чтО при отпирании ведущего транзистора " ведомый может открыться емкостным током коллекторного перехода" .Это вызывает дополнительные потери мощности. Кроме отмеченньвс недостатков следует отметить следующее. Когда осуществляется перемагничиванне серцечника трансформатора тока в ббратном направлении, протекает ток через третью обмотку трансформатора и источника питания. При этом в первичную обмотку трансформатора тока трансформируется . значительное напряжейие, вызывающее искажение формы напряжения на нагрузке. Кроме того, возврат энергии в ис748791

;точник питания, происходящий на этом этапе, вызывает дополнительные потер@"мощности.

Цель изобретения — упрощение устройства и улучшение формы кривой выходного напряжения.

Это достигается тем, что в устройство для управления инвертором, выполненным по мостовой схеме с независимым управлением ведущих транзисторов и зависимым управлением ведомых,.содержащее два трансформатора тока, в которых основные первичные обмотки. включены последовательно с нагрузкой . н диагональ моста, первые вторичные обмотки - последовательно с входны ми цепями ведомых транзисторов, а вто- 15 рые вторичные обмотки кЖкдого транс форматора тока соединены последовательно с диодами, введены две RC- veпочки, в каждый трансформатор тока введена дополнительная первичная об- Щ мотка, при этом указанные дополнитель ные обмотки первого и второго трансформаторов тока одним вывоДом через соответственно. первую и вторую RC цепочки подсоединены к выводу для д подключения источника питания, а другим выводом — к выходным цепям первого и второго ведущи транзисторов, первые вторичные обмотки первого и второго трансформаторов тока подключены между базой и эмнттером первого, и второго ведомых транзисторов, а цепь состоящая из соединенных последо-! вательно диода и второй вторичной обмотки первого трансформатора тока,, подключена между базой и эмиттером " второго ведомого транзистора, цепь из соедйненных последовательно диода и второй вторичной обмотки второго трансфорМатО >а Тока подкЛючена между базой и эмиттером первого ведомо- 4О го транзистора. Кроме того, основная первичная обмотка каждого трансформатора тока выполнена двухсекционной и электрод выходной цепи соответству"MQего iедуЩего транзистора подключен к средней точке этой обмотки.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

В инверторе эмиттеюы ведущих транзисторов 1 и " соединены с шиноР питания 3, а- коллекторы ведомых транзисторов. 4 и 5 соединены с шиной питания б.

Устройство управления содержит два трансформатора тока 7 и 8. Основн@е первичные обмотки 9 и 10 этих трансформаторов соединены последовательно друг с другом и.первичной обмоткой 11 силового трансформатора 12.

Цепь из соединенных последовательно указанных обмоток вкюЬочена в мосто- @ вую схему, т.е. ме кду коллекторами ведущих транзисторов 1 и. 2.

Дополнительная первичная обмотка

13 первого трансформатора тока 7 через .RC-цепочку 14 включена между коллектором ведущего транзистора 1 и шиной питания 6. Дополнительная первичная обмотка 1 5 второго Трансформатора тока 8 через КС - цепочку 16 включена между коллектором ведущего транзистора 2 н шиной питания 6.

Перв ая в торичная обмотка 1 7 первого трансформатора тока 7 включена между базой и эмиттером первого ведомого транзистора 4, первая вторичная обмотка 18 второго трансформатора тока 8 - между базой И эмиТтером второго ведомого транзистора 5.

Цепь из соединенных последовательно второй вторичной обмотки 19 первого трансформатора тока 7 и диода 20 подключена между базой и эмиттером второго ведомого транзистора 5, Цепь из соединенных последовательно второй вторичной обмотки 21 второго трансформатора тока 8 и диода 22 подключена между базой и эмиттером первого ведомого транзистора 4.

Между коллекторами ведущих тран;, эисторов 1 и 2 и шиной питания б подключены диоды 23 и 24. Между эмитте рами ведомых транзисторов 4 и 5 и шиной питания 3 включены диоды 25 и 26.

Эмиттер ведомого транзистора 4 соединен с коллектором ведущего транзистора 1.Эмиттер ведомого транзистора 5 соединен с коллектором ведущего транзистора 2.

В варианте схемы связь между эмит.терами ведомых и ведущих транзисторов осуществляется через показанные на чертеже пунктиром секции основных первичных обмоток трансформаторов тока 7 и 8.

Принцип действ ия усТройства управления состоит в следующем. Пусть в с открытом состоянии находяТся транзисторы 2 и 4. Тогда током обмотки 10 трансформатор 8 устанавливается в состояние отрицательной намагниченности, конденсатор хС-цепочки 14 разряжается, а конденсатор RC- цепочки

1 б заряжается.

Запирание транзистора 2 прерывает ток в обмотке 10. При этом на обмотке 18 возникает ЭДС электромагнитной индукции; которая приводит к отпиранию ведомого транзистора 5. Процесс отпирания происходит лавинообразно за счет обратной связи, осуществляемой обмоткой 1 5, и за счет энергии., накопленной в конденсаторе КС-цепочки 16. Поэтому в базу транзистора 5 подается заряд, подготавливающий его к отпиранию. Если отпирание ведущего транзистора 1 производится сразу же вслед за описанным процессом,.то открытое состояние ведомого транзистора 5 поддерживается протеканием тока через обмотку 10 трансформатора тока 8. При этом токи коллектора и базы ведомого транзистора 5 установ лены пропорциональными независимо ат

748791

Формула изобретения тока нагрузки, протекающего по последовательной цепи из обмоток 9, 11, 10$

Если отпирание ведущего транзистора 1 задержано по отношению к моменту разряда конденсатора RC-цепочки 16 через ведомый транзистор 5, то отпи- 5 рание транзистора 1 вызывает вновь отпирание ведомого транзистора 5 за счет тока заряда конденсатора кС-цепочки 14, протекающего через обмотку

13 и основной транзистор 1 и трансформируемого в обмотку 19. Одновременно с этим обмоткой 17 задается ток в базу ведомого транзистора 4, и этим током предотвращается его самоотпира ние,связанное с протеканием емкостно- го тока коллекторного перехода.Тем самым предотвращаются потери в соединенных последовательно ведущем l и ведомом 4 транзисторах, вызванные явлением самоотпирания ведомого транзистора 4 °

Чтобы токи утечки ведущих транзисторов не заряжали конденсаторы.

RC-цепочек 14 и 1 6, выходные цепи ведомых транзисторов или конденсаторы шунтировали резисторами (на чертеже не показаны).

После отпирания транзистора 1 по соединенным последовательно обмоткам

10, 11, 9 протекает ток источника питания, и этим током, трансформируемым из обмотки 10 в обмотку 18, тран- ЗО зистор 5 поддерживается в режиме насыщения.

Кроме того, в базовую цепь транзистора 5 задается ток, трансформируемый из обмотки 9 в обмотку 19. При этом на обмотках трансформатора 2 действуют обратные напряжения и сердечник трансформатора перемагничивается в отрицательном направлении. таким образом, процесс установки сердеч-1О ника используется для создания дополнительного отпирающего тока и уменьшения тем самым потерь в коллекторной цепи ведомого транзистора 5, Одновременно с этим обратное напряжение на 45 ,обмотке 17 поддерживает ведомый транзистор 4 в режиме отсечки.

В обмотку 9 во время процесса установки сердечника трайсформатора 7 в состояние отрицательной намагничен- 50 ности трансформируется незначительное напряжение,что предотвращает рассмотренное ранее явление искажения формы направления на нагрузке.

Если обмотку 9 выполнить двухсекционной и в цепь между коллекторами транзисторов 1 и 2 включить меньшую часть витков этой обмотки, то потери, связанные с трансформацией напряжения в часть обмотки 9, через которую протекает обратный ток, устанавливающий О состояние отрицательной намагниченности сердечника, дополнительно уменьшатся. !

Таким образом, изобретение дает возможность уменьшить потери энергии 65 как за счет исключения паразитного самоотпирания ведомых транзисторов токами заряда емкости коллекторного перехода; так и sa счет использования процесса обратного перемагничивания трансформаторов тока для увеличения базового тока, работающего в режиме насыщения ведомого транзистора.

Кроме того, устройство управления упрощается, так как отпирание ведомого транзистора осуществляется автоматически при отпирании соответствующего ведущего транзистора.

Искажение формы выходного напряжения уменьшается, так . как уменьшается напряжение, трансформированное в первичную обмотку трансформатора тока во время его перемагничивания в обратном направлении.

1. Устройство для управления инвертором, выполненным по мостовой схеме с независимым управлением ведущих транзисторов и зависимым управлением ведомых, содержащее два трансформатора тока, в которых основные первичные обмотки включены последовательно с нагрузкой в диагональ моста, первые вторичные обмотки - последовательно с входными цепями ведомых транзисторов,а вторые вторичные обмотки каждого трансформатора тока соединены последовательно с диодами, отличающееся тем, что, с целью упрощения устроЯства и улучшения Формы кривой .выходного, напряжения, оно снабжено двумя.

PC — цепочками, в каждый трансформа- . тор тока введена дополнительная первичная обмотка, при этом указанные дополнительные обмотки первого и второго трансформаторов тока одним выводом через соответственно первую и вторую PC-цепочки подсоединены к выводу для подключения источника пита" ния, а другим выводом — к выходным цепям первого и второго ведущих транзисторов, первые вторичные обмотки первого и второго трансформаторов тока подключены между базой и эмиттером первого и второго ведомых транзисторов, а цепь, состоящая из соединенных последовательно диода и второй вторичной обмотки первого трансформатора тока, подключена между базой и змиттером второго ведомого транзистора, цепь из соединенных последовательно диода и второй вторичной обмотки второго трансформатора тока подключена между базой и эмиттером первого ведомого транзистора.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что основная первичная обмотка каждого трансформатора ока выполнена двухсекционной и электрод выходной цепи. соответствующего

748791

I (Составитель В. Кузнецов

Редактор Е. Якбвчик Техред М. Петко - -Корректор С. Шекмар

Заказ 4258/47 Тираж 783 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 Москва Ж-35 Ра кая наб. д. 4 5

1 3035... ушс / филиал ППП Патент, r. Ужгород ул, Проектная, 4 транзистора подключен к средней тоЧке этой обмотки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 167533, кл . H 03 Г,3/20, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

М 400962, кл, H 02 М 7/48, 1974,