СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОСТОРОННЕГО НАСЫЩЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА В ИНВЕРТОРЕ НАПРЯЖЕНИЯ

СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОСТОРОННЕГО НАСЫЩЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА В ИНВЕРТОРЕ НАПРЯЖЕНИЯ


RU (11) 2280313 (13) C1

(51) МПК
H02M 7/42 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2004136930/09 
(22) Дата подачи заявки: 2004.12.16 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.12.16 
(45) Опубликовано: 2006.07.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2035833 C1, 20.05.1995. SU 1241380 A1, 30.06.1986. SU 1728953 A2, 23.04.1992. RU 2027297 C1, 20.01.1995. JP 63198580 А, 17.08.1988. 
(72) Автор(ы): Грунин Сергей Федорович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Общество с ограниченной ответственностью "АТС-КОНВЕРС" (RU) 
Адрес для переписки: 180000, г.Псков, а/я 314, ООО "АТС-КОНВЕРС" 

(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОСТОРОННЕГО НАСЫЩЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА В ИНВЕРТОРЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Использование: в преобразователях постоянного напряжения в переменное. Технический результат заключается в предотвращении одностороннего насыщения силового трансформатора инвертора и упрощении конструкции. Согласно способу концы двухобмоточной первичной силовой обмотки с отводом от середины поочередно подключают к источнику питания. При протекании тока по первой обмотке формируют первый полупериод, а вторую обмотку в это время используют в качестве измерительной обмотки для измерения текущего напряжения. При протекании тока по второй обмотке формируют второй полупериод, а первую обмотку используют как измерительную. При формировании первого полупериода вычисляют действующее значение текущего напряжения, сравнивают с требуемой опорной величиной и при достижении равенства завершают формирование первого полупериода. Кроме того, измеряют и запоминают среднее значение напряжения, сформированного в первый полупериод. При формировании второго полупериода вычисляют только среднее значение текущего напряжения, сравнивают его с запомненной величиной среднего значения напряжения в первый полупериод. При достижении равенства завершают формирование второго полупериода. Далее эти циклы повторяют. 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области электротехники и предназначено для использования в преобразователях постоянного напряжения в переменное.

Известны устройства для преобразования постоянного напряжения в переменное посредством периодического переключения полярности напряжения, подаваемого на первичные обмотки силового трансформатора, с выхода которого снимают переменное напряжение для подключения нагрузки. Они имеют недостаток - возникновение одностороннего насыщения магнитопровода силового трансформатора при изменениях входного напряжения, асимметрии нагрузки или элементов схемы.

Известны способы и устройства устранения этого недостатка с обнаружением магнитного насыщения магнитопровода силового трансформатора путем контроля напряжения на выходе дополнительно введенного в схему трансформатора тока. В частности, контроль начала насыщения магнитопровода осуществляется путем контроля напряжения на выходе трансформатора тока и определения второй производной от тока в силовом трансформаторе [1]. Однако в преобразователе постоянного напряжения в переменное для такого решения необходимы отдельный трансформаторный датчик тока и сложные быстродействующие средства контроля второй производной.

Известны схемы предотвращения асимметричного насыщения магнитопровода силового трансформатора путем компенсации тока насыщения противоположно направленным воздействием, с дополнительным питанием обмотки трансформатора током противоположной полярности [2]. Однако это усложняет конструкцию и в мощных инверторах приводит к ухудшению массогабаритных показателей.

Известен способ предотвращения насыщения трансформатора, реализованный в инверторе для работы с емкостной нагрузкой - люминесцентной лампой [3]. Инвертор содержит схемы контроля постоянной и переменной составляющих при управлении транзисторными ключами и средства предотвращения насыщения трансформатора. Недостатком является неудовлетворительные массогабаритные показатели и сложность конструкции.

Известно также использование двух датчиков насыщения для борьбы с насыщением трансформатора, однако это существенно усложняет конструкцию [4].

Ближайшим известным аналогом является патент РФ [5]. Этот известный способ ограничения одностороннего насыщения трансформатора импульсного преобразователя напряжения заключается в том, что выявляют сигнал, пропорциональный току намагничивания трансформатора, сравнивают его с заданным опорным сигналом, пропорциональным максимальному допустимому току намагничивания, и формируют управляющий сигнал, корректирующий режим перемагничивания трансформатора.

Недостаток данного способа заключается в сложности практической реализации этого способа в конструкции, так как для этого необходимо выявление сигнала, пропорционального току намагничивания трансформатора. При этом необходимо выполнять измерение тока в короткозамкнутом витке, охватывающем часть магнитопровода трансформатора, что усложняет конструкцию как самого магнитопровода, так и преобразователя в целом, требующего дополнительного трансформатора тока.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в предотвращении одностороннего насыщения силового трансформатора инвертора-преобразователя напряжения при возникновении условий работы, приводящих к асимметрии тока и напряжения, а также упрощение конструкций за счет исключения функциональных узлов, в которых используют либо пояс Роговского, либо моделирующий трансформатор тока, либо иные конструктивно сложные решения.

Для этого использовано решение, при котором обеспечивают на выходе преобразователя стабилизацию действующего значения напряжения с заданными предельными значениями. При этом одностороннее насыщение предотвращают путем обеспечения равенства вольт-секундных площадей в положительный и отрицательный полупериоды и магнитных потоков в магнитопроводе силового трансформатора инвертора, выполненного с двумя одинаковыми последовательно соединенными первичными силовыми обмотками.

Способ защиты от одностороннего насыщения трансформатора в инверторе-преобразователе постоянного напряжения в переменное со стабилизацией действующего значения выходного напряжения, заключается в следующем.

Силовой трансформатор инвертора выполняют с двумя одинаковыми последовательно соединенными первичными силовыми обмотками. Отвод от точки соединения этих обмоток подсоединяют к одному из полюсов источника питания. А для формирования переменного тока выводы от концов первой и второй обмоток поочередно подключают к другому полюсу источника питания.

При протекании тока от источника питания по первой обмотке в инверторе формируют первый полупериод переменного напряжения.

При протекании тока по второй обмотке в инверторе формируют второй полупериод переменного напряжения.

Данное решение имеет следующую совокупность признаков, которые отличают предложенный способ от известных.

Действующее значение напряжения, формируемого в первый полупериод, делают равным заданной опорной величине следующим образом.

К источнику питания на время формирования первого полупериода подключают первую обмотку силового трансформатора. Измеряют текущее напряжение, пропорциональное ЭДС намагничивания сердечника трансформатора, которое снимают с отключенной в это время от источника питания второй обмотки силового трансформатора. Во время этого измерения вторую обмотку силового трансформатора нагружают на активное сопротивление и используют в качестве измерительной обмотки. Вычисляют действующее значение текущего напряжения, которое снимают со второй обмотки силового трансформатора. Сравнивают действующее значение текущего напряжения с заданной опорной величиной.

При достижении равенства вычисляемого действующего значения текущего напряжения с заданной опорной величиной завершают формирование первого полупериода и отключают первую обмотку силового трансформатора от источника питания. Кроме того, измеряют также среднее значение напряжения, сформированного в первый полупериод, и запоминают его на время, необходимое для формирования второго полупериода.

Для формирования второго полупериода к источнику питания подключают вторую обмотку силового трансформатора. Измеряют текущее напряжение, пропорциональное ЭДС намагничивания сердечника трансформатора, которое снимают с отключенной в это время от источника питания первой обмотки силового трансформатора.

Во время этого измерения первую обмотку силового трансформатора нагружают на активное сопротивление и используют в качестве измерительной обмотки.

Среднее значение напряжения второго полупериода делают равным среднему значению напряжения, сформированного в первый полупериод.

Для этого измеряют текущее напряжение, пропорциональное ЭДС намагничивания сердечника трансформатора, которое снимают с отключенной в это время от источника питания первой обмотки силового трансформатора.

Вычисляют среднее значение текущего напряжения, сравнивают с запомненной величиной среднего значения напряжения, сформированного в первый полупериод.

При достижении равенства вычисляемого среднего значения текущего напряжения с запомненной величиной среднего значения напряжения первого полупериода завершают формирование второго полупериода и отключают вторую обмотку силового трансформатора от источника питания.

Далее эти циклы формирования первого и второго полупериодов повторяют.

Благодаря этому предотвращается одностороннее насыщение трансформатора вследствие равенства вольт-секундных площадей первого и второго полупериодов и соответственно магнитных потоков в магнитопроводе трансформатора.

Формируется выходное напряжение с требуемым действующим значением, величина которого находится в пределах заданных допусков.

Для этого, согласно изобретению, создают опорный сигнал, пропорциональный величине действующего значения напряжения, которую требуется обеспечить на выходе инвертора в течение первого полупериода.

К источнику питания подключают первую обмотку силового трансформатора.

Измеряют текущее напряжение, пропорциональное ЭДС намагничивания сердечника трансформатора, которое снимают с отключенной в это время от источника питания второй обмотки силового трансформатора. Во время этого измерения вторую обмотку силового трансформатора нагружают на активное сопротивление и используют в качестве измерительной обмотки. На сопротивлении, подключенном к второй обмотке силового трансформатора инвертора, выполняющей в этот полупериод функции измерительной обмотки, измеряют текущее напряжение, пропорциональное ЭДС намагничивания сердечника трансформатора, и формируют импульс напряжения первого полупериода с первой полярностью.

В процессе формирования напряжения первого полупериода измеряют текущее напряжение, пропорциональное ЭДС намагничивания сердечника трансформатора, вычисляют его действующее значение, сравнивают результат с упомянутой заданной величиной опорного сигнала и при достижении равенства текущего значения с опорным завершают формирование напряжения первого полупериода с первой полярностью.

Кроме того, вычисляют среднее значение напряжения за первый полупериод и результат сохраняют для использования в процессе формирования импульса напряжения второго полупериода с другой, противоположной полярностью.

Во второй полупериод формируют второй импульс напряжения, имеющий другую, противоположную полярность. При формировании напряжения второго полупериода измеряют текущее напряжение, пропорциональное ЭДС намагничивания сердечника трансформатора, вычисляют его среднее значение, сравнивают результат с сохраненной величиной вычисленного среднего значения напряжения, сформированного за предшествующий первый полупериод, и по достижении равенства завершают формирование второго импульса.

При формировании импульсов последующих периодов все операции повторяют.

В результате этого выполняется равенство средних значений напряжений и вольт-секундных площадей формируемых импульсов первой и второй полярности в течение первого и второго полупериодов, а следовательно, и магнитных потоков в магнитопроводе, что исключает опасность одностороннего насыщения магнитопровода трансформатора.

При этом за действующее значение напряжения EdT1 за первый полупериод Т1 принимается величина, определяемая в соответствии с известной формулой



где e1 - текущее напряжение первого полупериода,

а среднее значение Es1 напряжения первого полупериода Т1 выражается формулой



Для измерений за второй полупериод вместо Т1 и е1 в формулах используется T2 и е2.

Для вычисления этих значений могут быть использованы как известные аналоговые, так и известные цифровые средства.

В первый полупериод формируют напряжение, удовлетворяющее условию для действующего значения напряжения EdT1 за первый полупериод Т1, в соответствии с формулой (1), а кроме того, вычисляют среднее значение Es1 напряжения первого полупериода Т1 в соответствии с формулой (2) и запоминают результат.

А во второй полупериод формируют напряжение



удовлетворяющее условию для среднего значения, чтобы оно было равно ранее запомненной величине Es1 среднего значения напряжения первого полупериода, т.е.,



В последующие периоды операции повторяют.

Схема инвертора-преобразователя постоянного напряжения в переменное по данному способу представлена на фиг.1, где приняты следующие обозначения.

1, 2 - входные выводы;

3, 4 - выходные выводы;

5 - силовой трансформатор;

6 - первая обмотка;

7 - вторая обмотка;

8 - выходная обмотка;

9, 10 - коммутаторы цепей питания и измерения;

11 - формирователь;

12 - генератор;

13 - канал измерения и управления напряжением первого полупериода;

14 - канал измерения и управления напряжением второго полупериода;

15 - источник опорного напряжения, пропорционального требуемому действующему значению напряжения первого полупериода;

16 - вычислитель действующего значения текущего напряжения первого полупериода;

17 - компаратор сравнения действующего значения текущего напряжения первого полупериода с опорным;

18 - вычислитель среднего значения напряжения первого полупериода;

19 - вычислитель среднего значения текущего напряжения второго полупериода;

20 - запоминающее устройство;

21 - компаратор сравнения среднего текущего напряжения второго полупериода с запомненным средним значением напряжения первого полупериода.

В схеме инвертора по способу входные выводы 1, 2 предназначены для подачи на инвертор постоянного напряжения с источника питания.

Выходные выводы 3, 4 инвертора предназначены для подачи на внешнюю нагрузку переменного напряжения, стабилизированного по величине действующего значения с заданной погрешностью и лежащего в диапазоне от минимального до максимального значения.

Силовой трансформатор 5 содержит последовательно соединенные первую обмотку 6 и вторую обмотку 7; отвод от точки их соединения подсоединен к выводу 1.

Выходная обмотка 8 соединена с выходными выводами 3, 4. Выводы концов обмоток 6 и 7 соединены с управляемыми коммутаторами 9 и 10, которые подключены к входному выводу 2. Входные цепи управления коммутаторами 9 и 10 соединены с выходами формирователя 11, служащего для управления началом и окончанием формирования напряжений первого и второго полупериодов.

Генератор 12 задает частоту формируемого переменного напряжения; выход этого генератора соединен с входом формирователя 11.

Вход канала 13 измерения и управления напряжением первого полупериода и вход канала 14 измерения и управления напряжением второго полупериода через коммутаторы 9, 10 соединены с управляемыми коммутаторами 9 и 10 с возможностью поочередного подключения канала 13 или 14 к соответствующим обмоткам 6 или 7 трансформатора 5. Выходы каналов 13 и 14 соединены с входами формирователя 11.

Канал измерения и управления напряжением первого полупериода 13 содержит следующие схемы. Источник опорного напряжения 15, пропорционального требуемой величине действующего значения напряжения первого полупериода.

Вычислитель 16 текущего действующего значения напряжения первого полупериода.

Компаратор 17 сравнения текущего действующего напряжения первого полупериода с опорным.

Вычислитель 18 среднего значения сформированного напряжения первого полупериода.

Входы схем вычислителя действующего значения текущего напряжения первого полупериода 16 и вычислителя среднего значения напряжения первого полупериода 18 подсоединены к коммутатору 9, а выход компаратора 17 подключен на вход формирователя 11.

Канал измерения и управления напряжением второго полупериода 13 содержит следующие схемы. Вычислитель среднего значения напряжения второго полупериода 19.

Запоминающее устройство 20.

Компаратор 21 сравнения текущего среднего напряжения второго полупериода с запомненным средним значением напряжения первого полупериода.

Вход схемы вычислителя среднего значения напряжения второго полупериода 19 подсоединен к коммутатору 10, а выход компаратора 21 подключен на вход формирователя 11. Вход запоминающего устройства 20 подсоединен к выходу вычислителя 18 среднего значения напряжения, сформированного в первый полупериод.

Инвертор работает следующим образом.

Постоянное напряжение поступает с источника питания на входные выводы 1, 2 и подается на точку соединения обмоток 6, 7 трансформатора 5 и на силовые входы коммутаторов 9 и 10. Коммутаторы 9 и 10, управляемые формирователем 11, поочередно подключают к выводу 2 выводы обмоток 6 и 7, преобразуя постоянное напряжение в переменное, частота которого задается генератором 12.

Выходное переменное напряжение, стабилизированное по величине действующего значения с заданной погрешностью, т.е. лежащее в диапазоне от минимального до максимального значения, снимается с выходной обмотки 8 трансформатора 5, подсоединенной к выходным выводам 3, 4.

Первый полупериод выходного напряжения формируется на обмотке 7. Формирование первого полупериода начинается с поступления сигнала с выхода генератора 12 на вход формирователя 11, затем с выхода формирователя 11 на вход коммутатора 10; начинает протекать ток через обмотку 7, подключенную через коммутатор 10 к выводу 2. Обмотка 7 в течение первого полупериода выполняет функции входной силовой обмотки трансформатора 5 инвертора.

Обмотка 6 в течение первого полупериода нагружена на активное сопротивление и выполняет функции измерительной обмотки, с которой снимается текущее напряжение, пропорциональное ЭДС намагничивания сердечника трансформатора. Обмотка 6 коммутатором 9 подключена на вход вычислителя 16 действующего значения текущего напряжения первого полупериода и на вход вычислителя среднего значения напряжения первого полупериода 18.

Вычислитель 16 выполняет вычисления действующего значения текущего напряжения первого полупериода, которое снимается с обмотки 6 силового трансформатора. С выхода вычислителя 16 действующего значения напряжения текущие результаты измерений поступают на первый вход сравнивающей схемы компаратора 17, а на второй вход компаратора 17 с источника опорного напряжения 15 подается напряжение, пропорциональное требуемой величине действующего значения напряжения первого полупериода. Компаратор 17 сравнивает действующее значение текущего напряжения с заданной опорной величиной.

При достижении равенства вычисляемого действующего значения текущего напряжения с заданной опорной величиной с выхода компаратора 17 на вход формирователя 11 подается сигнал о завершении формирования первого полупериода, после чего с выхода формирователя 11 на вход коммутатора 10 приходит сигнал, которым обмотка 7 силового трансформатора 5 отключается от источника питания, вывода 2.

Кроме того, вычислитель 18 вычисляет среднее значение напряжения, сформированного в первый полупериод. С выхода вычислителя 18 результат вычислений среднего значения напряжения, сформированного в первый полупериод, подается на вход запоминающего устройства 20 канала 14 измерения и управления напряжением второго полупериода, где этот результат запоминается на время, необходимое для формирования второго полупериода.

Второй полупериод выходного напряжения формируется на обмотке 6. Формирование второго полупериода начинается с поступления сигнала с выхода генератора 12 на вход формирователя 11, затем с выхода формирователя 11 на вход коммутатора 9; начинает протекать ток через обмотку 6, подключенную через коммутатор 9 к выводу 2. Обмотка 6 в течение второго полупериода выполняет функции входной силовой обмотки трансформатора 5 инвертора.

А обмотка 7 в течение второго полупериода нагружена на активное сопротивление и выполняет функции измерительной обмотки, с которой снимается текущее напряжение, пропорциональное ЭДС намагничивания сердечника трансформатора. Обмотка 7 коммутатором 10 подключена на вход вычислителя 19 среднего значения текущего напряжения второго полупериода.

Вычислитель 19 выполняет вычисления среднего значения текущего напряжения второго полупериода, которое снимается с обмотки 7 силового трансформатора. С выхода вычислителя 16 среднего значения напряжения текущие результаты измерений поступают на первый вход сравнивающей схемы компаратора 21, а на второй вход компаратора 21 с запоминающего устройства 20 подается напряжение, пропорциональное среднему значению напряжения первого полупериода. Компаратор 21 сравнивает среднее значение текущего напряжения с запомненной величиной. При достижении равенства вычисляемого среднего значения текущего напряжения с запомненной величиной с выхода компаратора 21 на вход формирователя 11 подается сигнал о завершении формирования второго полупериода, после чего с выхода формирователя 11 на вход коммутатора 9 приходит сигнал, которым обмотка 6 силового трансформатора 5 отключается от источника питания, вывода 2.

Частота выходного напряжения инвертора задается генератором периодических импульсов 12, выход которого управляет формирователем 11. Формирование напряжений первого и второго полупериодов начинается при поступлении на формирователь 11 импульсов с выхода генератора 12, а завершается управляющими сигналами с выходов каналов 13 и 14.

С началом формирования напряжения первого полупериода ток от источника питания начинает протекать через обмотку 7 трансформатора 5, а обмотка 6 становится измерительной.

С началом формирования напряжения второго полупериода ток от источника питания начинает протекать через обмотку 6 трансформатора 5, а обмотка 7 становится измерительной.

Измерительные сигналы первого полупериода с измерительного вывода коммутатора 9 подаются на вход канала 13 измерения и управления напряжением первого полупериода, содержащий два средства измерения текущего напряжения, формируемого в первый полупериод:

- на вход измерителя действующего значения напряжения 16,

- на вход измерителя среднего значения напряжения 18.

Измерительные сигналы второго полупериода с измерительного вывода коммутатора 10 подаются на вход канала 14 измерения и управления напряжением второго полупериода, содержащий только одно средство измерения текущего напряжения, формируемого во второй полупериод - на вход измерителя среднего значения напряжения 19.

Измерители 16, 18, 19 начинают выполнять измерения практически с момента начала сигнала на выходе формирователя 11.

Инвертор содержит источник опорного напряжения 15, которое задает величину действующего значения напряжения, формируемого в первый полупериод; его выход соединен с первым входом компаратора 17, а на второй вход компаратора 17 поступает сигнал с измерителя действующего значения 16, и выполняется сравнение измеренного действующего значения напряжения на выходе измерителя 16 с опорным. При достижении равенства действующего значения напряжения с опорным с выхода компаратора 17 на первый управляющий вход формирователя 11 поступает сигнал на прекращение формирования напряжения; происходит завершение измерений и сброс в исходное состояние.

Процессы измерений напряжений измерителем 18 среднего значения напряжения и измерителем 16 действующего значения напряжения начинаются и завершаются одновременно.

Измеренное среднее значение напряжения с выхода измерителя 16 поступает на канал 14 - на сигнальный вход средства запоминания среднего значения напряжения - запоминающего устройства 20, где эта величина хранится до завершения процесса формирования напряжения второго полупериода.

Когда измерительные сигналы второго полупериода с измерительного вывода коммутатора 10 поступают на вход измерителя среднего значения напряжения 19, последний начинает выполнять измерения с момента начала сигнала. С выхода измерителя 19 напряжение, пропорциональное среднему значению напряжения, поступает на первый вход компаратора 21, а на его второй вход выхода запоминающего устройства 20 подается напряжение, пропорциональное среднему значению напряжения, сформированного в первый полупериод. При равенстве этих напряжений на выходе компаратора 19 формируется импульс, который поступает на второй вход формирователя 11, и формирование напряжения второго полупериода завершается.

Одновременно с выхода компаратора 19 сигнал подается также на второй вход запоминающего устройства, устанавливая его в исходное состояние готовности к очередному запоминанию.

Измерительные устройства 14, 15, 16 после каждого завершения измерений за соответствующий полупериод автоматически устанавливаются в исходное состояние готовности к очередным измерениям.

Средние значения напряжений, сформированных в первый и во второй полупериоды, равны.

Описанные измерения и операции могут выполняться средствами аналоговой или цифровой техники.

Возможны варианты выполнения сброса и установки в исходное состояние измерительных устройств 16-20 либо встроенными, либо внешними средствами, например, сигналами схем 12, 11 и т.п.; принципиального значения это не имеет.

Предложенный способ поочередного использования одних и тех же обмоток трансформатора в качестве силовых и измерительных позволяет упростить конструкции с применением этого способа, оптимизировать размеры, массу магнитопроводов трансформаторов.

Известные способы обычно решают задачу стабилизации напряжения таким образом, чтобы выходное напряжение было равно определенной заданной величине с некоторыми допусками, обычно симметричными относительно требуемого номинала.

Предложенное решение с раздельным формированием напряжений в первый и второй полупериоды решает задачу стабилизации таким образом, чтобы выходное напряжение за период находилось в пределах заданных допусков. При этом выходное напряжение может иметь несимметричные допуски относительно задаваемого опорного напряжения, когда на выходном трансформаторе имеется асимметрия напряжений первого и второго полупериодов, вызванная либо источником питания и элементами схемы, либо нелинейной нагрузкой.

Согласно данному способу коммутации напряжения источника питания величина действующего значения напряжения второго полупериода в общем случае не равна требуемой заданной опорной величине действующего значения напряжения первого полупериода на выходе инвертора в силу неравенства математических функций, описывающих процессы формирования напряжений первого и второго полупериодов.

Однако для большинства практических приложений величины действующего напряжения на выходе инвертора по предложенному методу находятся в допустимых пределах. Для каждой пары импульсов за один период параметры первого импульса соответствуют заданной величине, при которой обеспечивается требуемое допусками действующее значение. Выходное напряжение находится в допустимых для практики пределах.

Например, при отклонении на 20 процентов среднего значения входного напряжения во время формирования второго импульса, по отношению к среднему значению входного напряжения во время формирования первого импульса, действующее значение выходного напряжения отличается от заданной величины не более чем на 5 процентов.

Таким образом, предложенный способ позволяет исключить громоздкие и сложные средства контроля и управления, используемые в известных схемах инверторов с целью предотвращения одностороннего насыщения трансформатора.

Источники информации

1. Патент США №6617839, Method for detecting current transformer saturation.

2. Патент США №4017786, Transformer saturation control circuit for a high frequency switching power supply.

3. Патент США №5317497, Internally excited, controlled transformer saturation, inverter circuitry.

4. Патент РФ №2027297, МПК Н 02 М 7/539, Преобразователь постоянного напряжения в переменное заданной формы.

5. Патент РФ №2035833, МПК Н 02 М 7/538, Способ ограничения одностороннего насыщения трансформатора импульсного преобразователя напряжения.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ защиты от одностороннего насыщения трансформатора в инверторе-преобразователе постоянного напряжения в переменное со стабилизацией действующего значения выходного напряжения, при котором трансформатор выполняют с двумя одинаковыми последовательно соединенными первичными силовыми обмотками, отвод от точки их соединения подсоединяют к одному полюсу источника питания, а выводы от концов первой и второй обмоток поочередно подключают к другому полюсу источника питания и при протекании тока по первой обмотке в инверторе формируют первый полупериод переменного напряжения, а при протекании тока по второй обмотке на выходе инвертора формируют второй полупериод переменного напряжения, отличающийся тем, что действующее значение формируемого напряжения первого полупериода делают равным заданной опорной величине, для чего измеряют текущее напряжение, пропорциональное ЭДС намагничивания сердечника трансформатора, которое снимают с отключенной в это время от источника питания второй обмотки силового трансформатора, которую во время этого измерения нагружают на активное сопротивление и используют в качестве измерительной обмотки, вычисляют действующее значение текущего напряжения, сравнивают с заданной опорной величиной и при достижении равенства вычисляемого действующего значения текущего напряжения с заданной опорной величиной завершают формирование первого полупериода и отключают первую обмотку силового трансформатора от источника питания; кроме того, измеряют также среднее значение напряжения, сформированного в первый полупериод, и запоминают его на время, необходимое для формирования второго полупериода, а при формировании второго полупериода среднее значение напряжения второго полупериода делают равным среднему значению напряжения, сформированного в первый полупериод, для чего измеряют текущее напряжение, пропорциональное ЭДС намагничивания сердечника трансформатора, которое снимают с отключенной в это время от источника питания первой обмотки силового трансформатора, которую во время этого измерения нагружают на активное сопротивление и используют в качестве измерительной обмотки, вычисляют среднее значение текущего напряжения, сравнивают с запомненной величиной среднего значения напряжения, сформированного в первый полупериод, и при достижении равенства вычисляемого среднего значения текущего напряжения с запомненной величиной среднего значения напряжения первого полупериода завершают формирование второго полупериода; далее эти циклы повторяют; благодаря этому предотвращается односторонее насыщение трансформатора вследствие равенства вольт-секундных площадей первого и второго полупериодов и магнитных потоков в магнитопроводе и формируется выходное напряжение с требуемым действующим значением, величина которого находится в пределах заданных допусков.








ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru