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invention
Fédération de Russie Patent RU2291550

PHASE onduleur en demi-pont

PHASE onduleur en demi-pont

Nom de l'inventeur: Magazinnik Leo Téodorovitch (RU); Magazinnik Gregory Gertsenovich
Le nom du titulaire du brevet: Etat Établissement éducatif de l' éducation professionnelle "Ulyanovsk State Technical University" Higher
Adresse de correspondance: 432027, Oulianovsk, Venise du Nord, 32, GOU VPO "Oulianovsk Université technique d' Etat", vice-recteur pour les travaux scientifiques
Date de début du brevet: 09.08.2005

Nous proposons un seul inverseur de phase en demi-pont comprenant un demi-pont sous la forme de deux transistors connectés en série dans le sens de conduction et les deux diodes de roue libre. Le second demi-pont est formé par deux condensateurs connectés en série. AC charge diagonale comprise principalement du type de transformateur et la diagonale à courant continu est connecté aux pôles d'alimentation correspondants, shunté condensateur de lissage. Caractéristique est que le circuit présente en outre un transformateur chetyrehobmotochny avec trois enroulements primaires égales et un enroulement secondaire raccordé au système de commande. L'enroulement primaire bifillyar former un circuit de charge, et si un court-circuit par le biais de manière proactive limiter le courant de défaut au transformateur magnétisant niveau actuel. Le résultat technique - en augmentant la fiabilité de la protection.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention concerne le domaine de l' ingénierie électrique, à savoir la seule phase en demi-pont onduleur, de préférence avec la charge du transformateur.

Monophasé onduleur en demi-pont sont largement utilisés dans une variété de sources secondaires d'approvisionnement, en particulier, ils sont utilisés dans certaines versions du type de soudage transformateur inverseur [1-3].

des circuits connus de l'onduleur [4] pour contenir l'unité de puissance (1) dans un demi-pont de deux transistors connectés en série 1 et 2 et deux diodes inverses 3 et 4. Le deuxième demi-pont formé par deux condensateurs connectés en série 5, 6, et dans la diagonale AC pont 1, 2, 5, 6, 7 courant, la charge est activée.

pont à courant constant diagonale est reliée à une source d'alimentation par l' intermédiaire d' un organe d' étranglement en U selon la revendication 8 , connectés en série entre l' un des pôles, par exemple EV +, la tension d' alimentation U du même nom et n sorties en courant continu diagonale du pont 1, 2, 5, 8, 6. La manette des gaz shunté diode de roue 9 et sortie parallèle de l'alimentation est sous tension U n un condensateur de lissage 10. l'onduleur est contrôlé par le système standard de contrôle 11 (voir. ris.33-10 et 33-12). [4] L'avantage du circuit onduleur à demi-pont est la simplicité et l'absence d'une composante de courant continu de la charge en diagonale, ce qui permet une utilisation efficace de la demi-pont charge du transformateur de l'onduleur. Starter 8 avec une diode inversée 9 est inverseurs unitaires connues standard et réduit la pente de la montée en courant des transistors 1, 2, ce qui est particulièrement important lorsque l'onduleur à travers un court-circuit, qui est en même temps le déverrouillage des transistors 1 et 2.

Ce dispositif est le dispositif le plus proche du même objet de l'invention revendiquée, un ensemble d'attributs est pris comme prototype. Les obstacles pour atteindre ledit au-dessous du résultat technique, l'utilisation de l'art antérieur est que le réacteur 8 (figure 1), ce qui réduit la pente de montée du courant, et en même temps réduit la bande passante en fréquence de l'onduleur, et par conséquent son inductance doit être faible, ce qui dans sa son tour, réduit la fiabilité de la protection de l'onduleur lorsque le court-circuit à travers.

Le résultat technique - en augmentant la fiabilité de la protection et d'augmenter la plage d'utilisation de la tension et la fréquence monophasé de l'onduleur à demi-pont.

Ledit résultat technique dans la mise en œuvre de l'invention est atteint en ce que, dans un dispositif comprenant un seul inverseur de phase en demi-pont ayant un demi-pont de la section de puissance sous la forme de deux transistors connectés en série et deux diodes inverse et un second demi-pont formé par deux condensateurs connectés en série, la charge incluse dans la diagonale pont alternatif, une source d'alimentation connectée à la DC diagonale dudit pont et shunter le condensateur de lissage, mais aussi un système de commande classique, un circuit de puissance inséré transformateur supplémentaire chetyrehobmotochny avec trois enroulements primaires égales et un enroulement secondaire connecté à une entrée dudit système modèle le contrôle, un enroulement primaire dudit transformateur est connecté entre un pôle de la source d'alimentation électrique et les pôles éponyme en diagonale pont à courant continu, les deux autres enroulements primaires sont reliés entre eux en conformité et de façon opposée par rapport au premier enroulement, leur point commun constitue une des bornes diagonales AC pont mixte et la charge, et les extrémités libres sont reliées à l'émetteur et le collecteur du second transistor, formant avec ces transistors et la diode inverse en demi-pont onduleur.

Il est possible de limiter le courant à travers le court-circuit, la bande de fréquence de convertisseur pour développer la transmission et l'utilisation de sa tension, mais aussi d'augmenter la fiabilité globale de l'onduleur.

L'invention est illustrée sur la figure 2, qui est un schéma d'un transistor inverseur à demi-pont monophasé.

PHASE onduleur en demi-pont PHASE onduleur en demi-pont

Le dispositif (2) comprend une unité de puissance en demi-pont comportant deux transistors connectés en série 1 et 2, deux diodes de roue libre 3, 4. Entre l'émetteur du transistor 1 et le collecteur du transistor 2 comporte à l'autre selon deux enroulements de transformateur identiques 5: enroulement 6 et enroulement 7, et le point des enroulements commune constitue l'une des conclusions du pont AC en diagonale, la deuxième demi-pont est formé par des condensateurs 8 et 9, le point commun qui est la deuxième borne de ladite diagonale du pont. les bornes du condensateur libres 8 et 9 des bornes libres des transistors 1, 2 sont reliés à la diagonale à courant continu du pont. AC charge diagonale connectée 10 et de la séquence de la source d'alimentation à travers U n inclus dans l' un de ses pôles (sur la figure 2 est le pôle positif), un troisième enroulement 11 du transformateur 5 est reliée à la même polarité CC diagonale du pont. Par ailleurs, l'enroulement 11 se trouve sur le compteur par rapport aux enroulements 6 et 7. Le condensateur enroulement secondaire 12 du transformateur 5 est reliée à une entrée d'un système classique de commande d'onduleur 13 en demi-pont, deux sorties qui sont connectées aux entrées de commande des transistors 1 et 2. Directement à la sortie du bloc d'alimentation est relié lissant 14.

UNIT fonctionne comme suit:

Comme dans les demi-ponts onduleurs monophasés connus, le système de gestion de sortie 13 est un modulateur de largeur d'impulsion classique, qui est introduit dans les transistors 1 et 2 impulsions d'antiphase. Le rapport cyclique de ces impulsions est déterminée par le signal de référence (courant, tension) et les convertisseurs de fréquence dans l'alimentation moderne, par exemple, les transformateurs de soudage, jusqu'à 100 kHz.

Laissez l'alimentation est sous tension U n, et les condensateurs 8, 9, chargés chacun d'une tension d'environ 0,5 U n. Ensuite, la première impulsion Avec un tel système de commande 13 sorties, est entré sur 1 transistor, le transistor 1 est déverrouillé, et le condensateur 8 est évacué vers la charge 10. Dans ce cas, à travers l'enroulement 11 et l'enroulement 6 du transformateur 5, le même courant circule. Etant donné que les enroulements ont le même nombre de tours et le compteur sont inclus, ils ne contribuent pas former bifillyar réactance du circuit de charge. Le condensateur 9 est chargé à ce moment. Si la charge est suffisante pour décharger complètement le condensateur 8, le condensateur 9 à la fin du demi - cycle de l'onduleur est chargé de U n tension. Lors du déverrouillage transistor 2 sous forme de bifillyar enroulement 11 du transformateur 5 et 7.

Ainsi, lors du fonctionnement du transformateur de l'onduleur 5 ne fait pas réactance dans le circuit de l'inverseur et la fréquence maximale de charge est limitée uniquement par les paramètres des transistors 1 et 2. Etant donné que le flux magnétique du transformateur 5 est dans le mode de fonctionnement de l'onduleur à zéro, la tension aux bornes de l'enroulement 12 est également nul.

Avec l'ouverture simultanée des transistors 1 et 2 iz-za dysfonctionnement dans le système de commande ou, par exemple, en augmentant les propriétés des transistors temps de récupération iz-za de verrouillage lors d'un chauffage ou d'autres raisons Kakim-libo se produit à travers un court-circuit et le courant circule, sans passer par la charge (en totalité ou partiellement) à travers tous les trois enroulements primaires 6, 7, 11 du transformateur 5. le flux magnétique y non compensée, la tension apparaît aux bornes de l'enroulement 12 du transformateur 5. Dans ce cas, par l'intermédiaire d'un transformateur de courant 5 est pas encore saturé, le courant magnétisant est égal, à savoir négligeable et ne pas nuire aux transistors.

Ainsi, la protection contre les courts-circuits par des actes de manière préventive, à savoir Il ne donne pas lieu à un courant du temps de saturation du transformateur de 5 à quantités dangereuses. Ce temps peut être choisi dans le calcul du transformateur plus de temps de déclenchement déclenchement de signal à la bobine 12. En outre, il n'y a pas besoin de gonfler le temps de récupération de la marge propriétés des transistors de verrouillage, depuis le court terme "dalle" par le biais de courant est des impulsions négligeables et transitoires à l'enroulement de sortie 12 peut être bloquée par la durée de sélection sans déconnexion de l'onduleur. Sur la mise en place d'un transformateur d'alimentation 5 par rapport au transformateur de puissance, à savoir, à la charge, peut être estimé à peu près à partir des considérations suivantes: temps libre et de restaurer les propriétés de blocage des transistors de puissance modernes, par exemple, telles que les séries IGBT IRG4 ne dépasse pas 0,5-0,6 ms. Supposons que la saturation du transformateur 5 avec une double alimentation de t 1 = 1, 2 microsecondes. En fonctionnement, l'onduleur perte du transformateur 5 sont absents de fer, le noyau peut donc intervenir sur l'induction de fer doux (3-5) de fois plus grande que l'inductance du noyau du transformateur de puissance, généralement réalisée en ferrite. Ensuite, la fréquence de 50 kHz,

où P 1 * - capacité relative installée du transformateur 5, P 2 - Transformateur de puissance de la capacité du 1 - noyau du transformateur de puissance à induction, t 2 - la demi-vie à une fréquence de 50 kHz, t 1 - saturation du noyau du transformateur 5, 2 - induction dans le noyau transformateur 5.

Sur la base de (1) P * 1 / R 2 = 0,024-0,032. Le poids du transformateur de puissance à une fréquence (50 ÷ 100) kHz (0,5 ÷ 0,7) kg / kW, où il est évident que le poids et des dimensions extérieures du transformateur est en outre introduit dans le dispositif 5 sont négligeables, la masse ne dépasse pas 0,07 kg. A noter que la masse expulsée du dispositif d'étranglement et la diode inverse est beaucoup plus grande.

Ainsi, le résultat technique indiqué ci-dessus est réalisé par des moyens simples.

RÉFÉRENCES

1. «Castolin G-mbH - Allemagne,« Kraftzwerg », 1994-1996 GG

2. «DC200 AL - Tekhnotron" - Russie (catalogue) 1997

3. «Invertec V-130 - S-Linkoln - USA (catalogue) 1998

4. V.A.Pryanishnikov - "Electronique", Saint-Pétersbourg "d'impression de la couronne», 400, 1998 ..

REVENDICATIONS

Monophasé onduleur en demi-pont ayant un demi-pont de la section d'alimentation sous la forme de deux transistors connectés en série et deux diodes de marche arrière et un second demi-pont formé par deux condensateurs connectés en série, la charge inclus dans le pont de courant alternatif en diagonale, une source d'alimentation connectée à la DC diagonale dudit pont et shunté par un condensateur de lissage, mais aussi un système de contrôle typique, caractérisé en ce que le dispositif de circuit électrique inséré transformateur supplémentaire chetyrehobmotochny avec trois enroulements primaires égales et un enroulement secondaire connecté à une entrée dudit système de commande de modèle, un enroulement primaire dudit transformateur est connecté entre un pôle de la source d'alimentation électrique et les pôles éponyme en diagonale pont à courant continu, les deux autres enroulements primaires sont reliés entre eux en conformité et de façon opposée par rapport au premier enroulement, leur point commun constitue l'un pont de courant alternatif en diagonale bornes et est unie à la charge, et les extrémités libres sont reliées un émetteur et un collecteur du second transistor, formant avec ces transistors et la diode inverse en demi-pont onduleur.

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Date de publication 17.02.2007gg