SU614507A1 - Two-cycle inverter - Google Patents

Description

(54) ДВУХТАКТНЫЙ ИНВЕРТОР(54) TWO-TIME INVERTER

Изобретение относитс  к электротехнике в частности к устройствам электропитани  и предназначено ол  преобразовани  посто вного напр жени  в переменное.The invention relates to electrical engineering, in particular, to power supply devices and is intended to convert a direct voltage to an alternating voltage.

Известны инверторы посто нного напр жени  в однофазное переменное, имеющее форму, близкую к синусоидальной, выполненные в виде нескольких преобразовательных  чеек. Выхосшые напр жени   чеек с разной паузой на нуле суммируютс  на нагрузке , в результате чего выходное напр жение инвертора имеет форму ступенчатой кривой jjLj. Окончательное формирование кривой Эыхооного напр жени  осущесгвл егс  за счет включени  на выходе инвертора LC фильтра .,Inverters of DC voltage into a single-phase AC, having a shape close to a sinusoidal, made in the form of several converter cells are known. The output voltages of the cells with different pauses at zero are summed over the load, as a result of which the output voltage of the inverter is in the form of a stepped curve jjLj. The final formation of the Eixo voltage curve is due to the inclusion of an LC filter at the output.,

Такие преобразователи отличаютс  сравнительно сложнойсхемой управлени  и значительным количеством силовых элементов, в часгносги выходных трансформаторов,Such converters are distinguished by a relatively complex control circuit and a significant number of power elements, in hours of output transformers,

определ емым числом ступеней в кривой выходного напр жени  на пкгивной нагрузке .determined by the number of stages in the output voltage curve at the load load.

Известны преобразователи того же наз начени  с меньшим количеством выходных Converters of the same name are known with fewer weekends.

трансформаторов. Выходное напр жение, имеющее форму, близкую к синусоидальной в таких инверторах осуществл етс  за сче переключени  отводов обмоток выходного трансформатора 2, Окончательное формирование кривой выходного напр жени  здес как и в первом случае, достигаетс  за счет включени  на выходе инвертора LC фильтра .transformers. The output voltage, having a form close to sinusoidal in such inverters, is performed by switching the taps of the windings of the output transformer 2. The final formation of the output voltage curve here, as in the first case, is achieved by turning on the LC filter inverter at the output.

Инверторы такого вида, хот  и отличаютс  простотой построени , имеют огра ниченное применение, так как они требутрт использовани  силовых элементов (транзисторов или тиристоров), рассчитанных на повышенные значени  прикладываемого напр жени  по сравнению с напр жением питающего источника, Например; при получении двухступенчатой формы выходного напр жени , напр жение на ключах такого инвертора достигает двух-и трехкратного значени  напр жени  источника питани .Inverters of this type, although they are characterized by simplicity of construction, are of limited use, since they require the use of power elements (transistors or thyristors) designed for higher values of the applied voltage compared to the supply voltage, for example; when receiving a two-stage output voltage, the voltage on the keys of such an inverter reaches two and three times the value of the power supply voltage.

Известен также двухконтактный инвертор , который содержит мост управл емых ключей, одна диагональ которого подключена через дроссель к входным Выводам, а цруга  к первичной обмотке выхоаного трансформатора, зашунтированного конденсатором 3J. Оцнако формирование синусоидального напр жени , в этом инверторе осуществл етс  фактически из напр жени  пр моугольной формы, что требует относительно больших габаритов фильтра. Целью изобретени   вл етс  уменьшение весогабаригных показателей за счет сокращени  габаритов LC - фильтра. Это достигаетс  тем, что в двухтактном инверторе, содержащем -мост управл емых ключей, одна диагональ которого подключена через дроссель к входным выводам, а друга  - к рервичной.обмотке выхоаного трансформатора, зашунтированного конденса тором, обмотка выполнена- со средней точкой , котора  через диод подсоединена к точ ке соединени  дроссел  и соответствующего входного вывода. На фиг. 1 представлена принципиальна  схема овухтактного инвертора; на фиг. 2 крива  выходного напр жени  преобразовател  и состо ние силовых ключей, соответствующее этапам его формировани . Двухтактный инвертор состоит из выход ного трансформатора 1, силовых ключей 2-5, дрЬссел . 6, конденсатора 7, LC фильтра и коммутирующего диода 8. Управ- ление силовь1ми ключами осуществл етс  блоком 9. Посто нное напр жение . питани  на преобразователь поступает от источника 10 посто нного напр жени . Заштрихованные пр моугольники (фиг.2) .обозначенные цифрами 2 , 3, 4, 5 показывают, открытое состо ние тиристоров 2,3 и транзисторов 4,5 соответственно. Инвертор работает следующим образом. При поступлении в момент времени отпирающих сигналов на управл юш.ие электроды тиристора 2 и транзистора 5 последние открываютс , в результате чего замыкаетс  цепь питани  преобразовател  . от источника Ю. Энерги  источника 10. . через трансформатор 1. начинает поступать в цепь.нагрузки. При эгом ток в первичной обмотке протекает от зажима а к зажиму -Б .Одновременно с передачей энергии источника 10 в цепь нагрузки происходит накопление ее в дросселе 6 и конденсаторе 7. Поскольку скорость нарастани  тока в цепи питани  преобразовател  огран чиваетс  индуктивным сопротивлением дрос сел  6, возрастание напр жени  на нагрузке П5э.оисходит плавно по закону, близкому к синусоицальному , чему также способствует конденсатор 7. Нарастание напр жени  на нагрузке происходит до такого момента вре мени t л . при котором на базу травна управл ющий электрод тиристора Л отпирающий . Транзистор 5 закр1 1ваетс , а тиристор 3 открываетс . 1ерез открытый тиристор 3 к тиристору 2 в запирающем направлении прикладь ваетс  напр жение конденсатора 7, зар дившегос  на этапе возрастани  выходного напр жени . Тиристор 2 закрываетс , прерыва  цепь питани  преобразовател  от источника 10. Однако через открытый тиристор 3 и коммутирующий диод 8 в выходную цепь преобразовател  продолжает поступать энерги , запасенна  ранее в дросселе 6. Ток дроссел  замыкаетс  через половину первичной обмотки, протека  в направлении от зажима & к зажиму . т.е. в направлении, противоположном первоначальному. Смена направлени  тока в первичной обмотке грансформагорв 1 приводит к тому, что конденсатор 7 начинает перезар жатьс , и напр жение на нагрузке плавно спадает. В момент времени Т 2 (момент окончани  формировани  одной, например положительной, полуволны напр жени ) открываетс  транзистор 4, в результате чего замыкаетс  цепь питани  преобразовател  от источника 10 и закрываетс  диод 8.. Ток В: первичной обмотке трансформатора начинает протекать от зажима -В к зажиму OL. Происходит передача через трансформатор 1 в цепь нагрузки энергии источника питани  и накапливание ее в дросселе 6 и конденсаторе 7. Напр  жение на обмотках трансформатора мен ет свою пол рность на противоположную и по абсолютной величине .начин.ает возрастать. Происходит процесс формировани  отрицательной полуволны выхоШ1ого напр жени , который не отличаетс  от процесса форми ровани  положительной полуволны. Оптимальна  последовательность и длительность импульсов, управл ющих ключами , обеспечивающа  наименьший коэффициент нелинейных искажений входного напр жени , зависит от характера сопротивлени  Нагрузки. Поэтому целесообразно схему управлени выполн ть в соответствии с конкретным применением преобразовател  или делать ее гибкой, т.е. вводить обратную св зь по выходному напр жению. .Вместо тиристоров силовой части могут быть использованы транзисторы с последовательно включенными диодами, предупреждающими разр д конденсатора LC -фильт-. ра через эти транзисторы в инверсном режиме . Жесткость выходной характеристики , может быть обеспечена за счет использовани  дроссел  с определенной зависимостью индуктивности от тока подм-эгиичивани  илиA two-pole inverter is also known, which contains a bridge of controllable keys, one diagonal of which is connected via a choke to the input terminals, and a circuit to the primary winding of an outgoing transformer, bridged by a capacitor 3J. However, the formation of a sinusoidal voltage in this inverter is actually carried out from a rectangular voltage, which requires a relatively large filter size. The aim of the invention is to reduce the weight and weight indicators by reducing the size of the LC filter. This is achieved by the fact that in a two-stroke inverter, containing a bridge of controllable keys, one diagonal of which is connected via a choke to the input terminals, and the other is connected to a rervichnaya coil of the outgoing transformer, bridged by a capacitor, the winding is made with a midpoint, which connected to the point of connection of the throttle and the corresponding input terminal. FIG. 1 is a circuit diagram of an ovtaktak inverter; in fig. 2 curves of the output voltage of the converter and the state of the power switches, corresponding to the stages of its formation. The push-pull inverter consists of an output transformer 1, power switches 2-5, others. 6, the capacitor 7, the LC filter and the switching diode 8. The control of the power switches is carried out by the unit 9. Constant voltage. the power to the converter is supplied from a constant voltage source 10. The shaded rectangles (Fig. 2), denoted by the numbers 2, 3, 4, 5, indicate the open state of the thyristors 2.3 and transistors 4.5, respectively. The inverter works as follows. When the triggering signals arrive at the control moment, the control electrodes of the thyristor 2 and transistor 5 are opened, as a result of which the converter power supply circuit is closed. from the source of Yu. Energie of the source 10.. through the transformer 1. begins to flow into the circuit. With this, the current in the primary winding flows from the clamp and to the clamp -B. Simultaneously with the transfer of the energy of the source 10 to the load circuit, it accumulates in the inductor 6 and the capacitor 7. Since the rate of increase of the current in the converter power supply circuit is inhibited by inductive resistance, the reactors 6, the increase in voltage at the load of the P5e. proceeds smoothly according to the law, which is close to sinusoidal, which is also facilitated by the capacitor 7. The increase in the voltage on the load occurs until such a moment of time t l. wherein the thyristor control electrode L is unlocking to the base. The transistor 5 is closed and the thyristor 3 opens. Through the open thyristor 3, the voltage of the capacitor 7 is applied to the thyristor 2 in the blocking direction, charging the voltage at the step of increasing the output voltage. The thyristor 2 is closed, interrupting the converter power supply from source 10. However, through open thyristor 3 and switching diode 8, the energy stored earlier in throttle 6 continues to flow into the output circuit of the converter. The throttle current closes through half of the primary winding, flowing from the terminal & to clip. those. in the opposite direction to the original. Changing the direction of the current in the primary winding of the transformer 1 leads to the fact that the capacitor 7 begins to recharge, and the voltage on the load smoothly decreases. At time T 2 (the moment when one voltage, for example, positive half-wave, terminates), transistor 4 opens, causing the converter power supply circuit from source 10 to close and diode 8 is closed. Current B: the primary winding of the transformer starts to flow from the clamp-B to clip OL. Transmission through the transformer 1 to the load circuit of the power supply source and its accumulation in the inductor 6 and capacitor 7 occur. The voltage on the transformer windings changes its polarity to the opposite and in absolute value. The process of forming a negative half-wave of the output voltage, which does not differ from the process of the formation of a positive half-wave, occurs. The optimal sequence and duration of the pulses controlling the keys, ensuring the smallest nonlinear distortion of the input voltage, depends on the nature of the resistance of the load. Therefore, it is advisable to carry out the control circuit in accordance with the specific application of the converter or to make it flexible, i.e. introduce feedback on the output voltage. Instead of the thyristors of the power section, transistors with series-connected diodes can be used to prevent the discharge of the LC-filter capacitor. ra through these transistors in inverse mode. The stiffness of the output characteristic can be ensured by using chokes with a certain dependence of inductance on the current induced by radiation or