Преобразователь постоянного напряжения в стабилизированное переменное

ОПИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлечо 27Х.1968 (№ 1244441/24-7) Кл. 21ат, 35/14

21d>, 12/03

21d2, 48

МПК Н 02m

Н 02m

Н Olf с присоединением заявки №

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий ври Совете Министров

СССР

Опубликовано 10.VI1.1969. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 26.11970

УДК 621.316.722.1+621. .314.23:621.314.5 (088.8) Авторы изобретения

В. В. Губанов, А. A. Ледин, В. В. Прохоров, Ю. М, Розанов и С. П. Рябов

Заявитель

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В СТАБИЛИЗИРОВАННОЕ ПЕРЕМЕННОЕ

Известны преобразователи постоянного напряжения L стабилизированное переменное, содержащие тиристор ь.й инвертор, блок предварительного чодмягничивания и феррорезонансный трансформатор-стабилизатор, мягннтопровод которого имеет нелинейный учасгок, на котором размещена его вторичн lя обмотка, включенная последовательно с дросселем фильтря высших гарм0HHK, и линейный участок, причем первичная и компенсационная обмотки охватывают одновременно линейный и нелинейный участки магнитопрозодd.

Однако феррорез«нансный трансформатор для таких инверторов греобразователей выбирают преимугцественно стержневой конструкции, где первичная обмотка находится на стержне, сечение которого по условиям запуска обычно превышает в 2-3 раза сечение стержня вторичной обмотки, что приводит к значительному увеличению веса преобразователя, Кроме того, для уменьшения искажения выходного стабилизированного напряжения и максимального приближения его к синусоиде в стержнях устанавливают несколько магнитных шунтов.

Описываемый прсобразователь отличается от известных тем, что линейный участок магнитопровода выполнен В Виде двух одинаковых сердечников с зазором, суммарное сечение которых равно расчетному сечению линейного участка, а дроссель фильтра высших гармоник имеет две одинаковые включенные встречно-г оследовательно обмотки. Каждая из обмоток расположена на одном пз сердечников

5 линейного участка магннтопровода.

Это отличие позволяет уменьшить вес преобразователя.

Для повышения надежности работы и сокращения времени переходного процесса на не10 линейном участке расположена обмотка магнитного смещения блока предварительного подмагнн ивания.

На фиг. 1 представлена конструкция магнитопроводя, описываемого преобразователя: на

15 фиг. 2 — общая схема преобразователя.

Магнитопровод трансформатора-стабилизатора имеет нелинейный сердечник /, на котором размещена его вторичная обмотка 2. Первичная 3 и компенсационная 4 обмо;ки одно20 временно охват явают нелинейный сердечник и два линейных сердечника 5 и 6, которые составляют необходимый линейный дроссель стабилизатора. Две одинаковые обмотки 7 и 8, включенные всгречно и расположенные на ли25 пейных сегдечниках 5 и 6. образуют встроенный др«ссель фильтра.

Расположение обмоток 7 и 8 устраняет влияние первичнсй обмотки 3 стабилизатора вследствие их встречного включения и не изменяет

30 индуктивности сердечников 5 и 6, так как маг2487S9 нитный поток этих обмоток от протекания емкостного тока .незначителен. Совместная индуктивность обмоток 7 и 8 образует последовательный на третьей гармонике резонанс с емкостью 9, что позволяет значительно уменьшить искажения выходного синусоидального н а п р яжен ия.

Потокосцепление первичной обмотки 3 интегрально определяется:магнитным .состоянием охватываемых сердечников, где сердечник 1 находится в глубоком насыщении, а сердечники 5 и б близки к насыщению. Поэтому для устранения срыва режима .инвертирования в момент пуска и повышения надежности раооты;преобразователя на сердечнике 1 установлена обмотка 10 магнитного смещения. Роль этой обмотки сводится к кратковременному, перед каждым пуском инвертора, начальному намагничиванию сердечника 1 постоянным током до индукции насыщения такого знака, чтобы первая полуволна м.д.с. открытого тиристора (тиристорсв) при включении инвертора создавала индукцию, противоположную первоначальной, и сердечники перемагничивались за этот полупериод по полной петле гистерезиса от одного крайнего положения до другого, B отличие or известных преобразователеи, где необходимое магнитное смещение сердечника трансформатора устанавливается специальной схемой после каждого отключения инвертора, в предлагаемом устройстве применяется принцип предварительного подмагничивания перед каждым пуском инвертора вне зависимости от знака и величины остаточной индукции сердечников после отключения инвертор а.

Инвертор состоит из силовых тиристоров 11 и 12, преобразующих постоянное напряжение в переменное прямоугольной формы, емкости

18, дросселя 14 и системы управления 15, обеспечивающих коммутацию тиристоров 11 и 12 буферной емкосги 1б и диодов 17 и 18, возвращающих в приемник энергию, запасенную и дросселе 14 за время коммутации.

Уменьшение теса непосредственно инвертора достигается схемой с малой индуктивностью коммутирующего дросселя 14. Такая схема обеспечивает также уменыпение установленной мощности коммутирующих дросселя 14 и емкости 18 по сравнению со схемой инвертора тока, но образует прямоугольное напряжение на первичной обмотке трансформатора а.

Обмотка 10 смещения, тиристор 19, сопротивления 20 и 21 и контакт реле 22 образуют цепь смещения, обеспечивающу.о включение преобразователя без срыва режима инвертирования. При включении инвертора к источнику питания системой автоматики кратковременно подается управляющий импульс на тиристор J 9. Анодный ток тиристора 19 создаег в сердечнике 1 трансформатора-стабилизатора начальную напряженность Н„и соответст5

З0

65 вующую индукцию В, которая близка по величине,,но противоположна по знаку рабочей индукции В сердечников при .первом полупериоде работы, т. е..п ри открытом тиристоре 12.

В отл ичие от известных устройств, где запирание тиристора 19 производится во второй полупериод работы инвертора, в предложенном устройстве тиристор 19 запирается за время первого полупериода изменения первичного напряжения инвертора. Это происходит потому, что вторичная обмотка 2 и емкость 9 образуют колебательный резонансный контур феррорезонансного стабилизатора. Следовательно,,разряд конденсатора 9 на обмотку 2,в течение первого полупериода работы ин вертора наводит в обмотке 10 эд.с, направление которой противоположно напряжению источника питания. Это приводит к тому, что тиристор 19 с предварительно разомкнутой цепью управления (контактор 23 замкнут) закрывается, и цепь начального подмагничивания стабилизатора в дальнейшей работе инвертора не участвует.

Выключение. цепи подмагничивания за время первого полупериода работы инвертора позвсляет сократить время переходных процессов инвертора и трансформатора-стабилизатора, а изменение магнитной индукции стабилизатора от +В„до - — Вр, где „— Вр, создаег в момент пуска инвертора запас энергии в коммутирующих емкостях 18, достаточньш для запирания:иристора 12 при включении тиристора 11.

Предмет изобретения

1, Преобразователь постоянного напряжения в стабилизированное переменное, содержащий тиристорный инвертор, блок предварительного подмагничивания и феррорезонансный трансформатор-стабилизатор, магнитопровод которого имеет нелинейный участок, на котором размешена его вторичная обмотка, включенная последовательно с дросселем фильтра высших гармоник, и линейный участок, причем первичная и компенсационная обмотки охватывают одновременно линейный и нелинейный участки магнитопровода, отличающийся тем, по, с целью уменьц:ения веса, линейный участок магнитопровода выголнен в виде двух одинаковых сердечников с зазором, суммарное сечение которых равно расчетному сечению линейного участка, а дроссель фильтра высших гармоник имеет две одинаковые включенные встречно-последовательно обмотки, каждая из которых расположена на одном из сердечников линейного участка магнитопровода.

2. Преобразователь го п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и сокращения времени переходного процесса, на нелинейном участке расположена обмотка ма нитного смещения блока предварительного подмагничпвания, 248789

9 иг.2

Редактор А. Ю. Пейсоченко

Заказ 372074 Тираж 480 Подписное

ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и оскрытий при Совете Министров СССР

Москва Я-35, Раушская нзб., д. 4/5

Типографии, пр. Сапунова, 2

Составитель А. Обух

Техред 3, Н. Тараненко

Корректоры: Л. Корогод и А. Николаева