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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2291550

PHASE Halbbrückenwechselrichter

PHASE Halbbrückenwechselrichter

Name des Erfinders: Magazinnik Leo Teodorovich (RU); Magazinnik Gregory Gertsenovich
Der Name des Patentinhabers: Staatliche Bildungseinrichtung der höheren Berufsbildung "Ulyanovsk State Technical University"
Korrespondenzanschrift: 432027, Uljanowsk, North Venedig, 32, GOU VPO "Ulyanovsk State Technical University", Prorektor für wissenschaftliche Arbeiten
Startdatum des Patents: 2005.08.09

Wir schlagen eine einphasige Halbbrückenwechselrichter eine Halbbrücke in der Form von zwei in Reihe geschalteten Transistoren in Durchlaßrichtung und die beiden Freilaufdioden umfasst. Die zweite Halbbrücke wird durch zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren gebildet. AC-Last diagonal vor allem die Art der Transformator enthalten und die DC diagonal verbunden ist mit den entsprechenden Stromversorgungsmasten, geshuntet Glättungskondensator. Merkmal ist, dass die Schaltung zusätzlich chetyrehobmotochny Transformator mit drei Primärwicklungen gleich eingeführt und einen sekundären mit dem Steuersystem verbunden Wicklung. Die Primärwicklung bifillyar einen Lastkreis bilden, und bei einem Kurzschluss durch proaktiv den Fehlerstrom begrenzen Magnetisierungsstrom Pegel an den Transformator. Das technische Ergebnis - die Zuverlässigkeit des Schutzes zu erhöhen.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Elektrotechnik, insbesondere auf die einphasige Halbbrückenwechselrichter, vorzugsweise mit der Transformatorlast.

Einphasen-Halbbrückenwechselrichter werden in einer Vielzahl von Sekundärversorgungsquellen weit verbreitet, insbesondere sind sie in einigen Versionen des Schweißtransformators Invertertyp verwendet [1-3].

Bekannte Schaltungen des Umrichters [4] die Antriebseinheit (1) enthalten in einer Halbbrücke aus zwei in Serie geschalteten Transistoren 1 und 2 und zwei Rückwärtsdioden 3 und 4. Die zweite Halbbrücke aus zwei in Reihe geschalteten Kondensatoren 5, 6 und in der Diagonalen AC Strombrücke 1, 2, 5, 6, 7, wird Last aktiviert.

Konstantstrombrückendiagonale 8 in Reihe zwischen einen der Pole, beispielsweise + EV verbunden über eine Drossel U Anspruch mit einer Stromquelle verbunden ist , die Spannungsversorgung U des gleichen Namens und n Ausgangsgleich Diagonale der Brücke 1, 2, 5, 8, 6. Die Drosselklappen geshuntet Laufdiode 9 und parallele Ausgabe der Stromversorgung wird eingeschaltet , U n ein Glättungskondensator 10. der Wechselrichter wird durch die Standard - Steuersystem 11 gesteuert (siehe. ris.33-10 und 33-12). [4] Der Vorteil des Halbbrücken-Wechselrichterschaltung ist die Einfachheit und das Fehlen einer Gleichstromkomponente in dem Last diagonal, die eine effiziente Nutzung des Halbbrückenwechselrichters Transformatorlast ermöglicht. Choke 8 mit einem Reverse-Diode 9 ist die Standard-Einheit bekannt Inverter und verringert die Steilheit des Stromanstiegs der Transistoren 1, 2, was besonders wichtig ist, wenn der Umrichter durch einen Kurzschluss, das heißt, zur gleichen Zeit Entriegeln der Transistoren 1 und 2.

Dieses Gerät ist das nächstgelegene Gerät des gleichen Zweck für die beanspruchte Erfindung ist ein Satz von Attributen als Prototyp genommen wird. Die Hindernisse, die folgenden technischen Ergebnisses genannten zu erreichen, wenn der Stand der Technik besteht darin, daß der Reaktor 8 (Figur 1), die Steilheit des Anstiegs des Stroms zu reduzieren und gleichzeitig den Frequenzdurchlassband des Inverters verringert, und somit deren Induktivität klein sein muß, die in ihrer wiederum verringert die Zuverlässigkeit der Schutz des Wechselrichters, wenn die durch Kurzschlüsse.

Das technische Ergebnis - Erhöhung der Zuverlässigkeit des Schutzes und erhöhen den Einsatzbereich von Spannung und Frequenz einphasigen Halbbrückenwechselrichter.

in Form von zwei in Reihe geschalteten Transistoren und zwei Rückspeisediode und eine zweite Halbbrücke, die durch zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren genannten technischen Ergebnisses bei der Anwendung der Erfindung wird dadurch erreicht, dass in einer Vorrichtung mit einer Einphasen-Halbbrückenwechselrichter mit einem Leistungsbereich von Halbbrücke aufweist, enthalten die Last in diagonal AC-Brücke, eine Stromquelle, verbunden mit dem diagonalen DC der Brücken und Shunt-Glättungskondensator, sondern auch ein typisches Steuersystem, eine Leistungsschaltung eingefügt weiteren chetyrehobmotochny Transformator mit drei gleichen Primärwicklungen und eine Sekundär mit einem Eingang des genannten Modellsystem verbunden Wicklung Steuerung, eine primäre Transformatorwicklung des diagonal zwischen einem Stromversorgungsmasten und ähnlichen Pole diagonal DC-Brücke, die anderen zwei Primärwicklungen sind miteinander in Einklang und entgegengesetzt relativ zu der ersten Wicklung, deren gemeinsamen Punkt verbunden ist bildet eine der Klemmen AC kombiniert Brücke und der Last, und die freien Enden sind mit dem Emitter und dem Kollektor des zweiten Transistors verbunden und bilden zusammen mit diesen Transistoren und der Rückwärtsdiode Halbbrückenwechselrichters.

Es ist möglich, den Strom durch den Kurzschluss zu begrenzen, die Bandwechselrichterfrequenz die Übertragung und Verwendung seiner Spannung zu erweitern, sondern erhöhen auch die Gesamtzuverlässigkeit des Wechselrichters.

Die Erfindung ist in 2 veranschaulicht, die ein Diagramm eines Einphasen-Halbbrückenwechselrichtertransistors ist.

PHASE Halbbrückenwechselrichter PHASE Halbbrückenwechselrichter

Wobei die Vorrichtung (2) eine Halbbrücken-Leistungseinheit mit zwei in Reihe geschalteten Transistoren 1 und 2 sind zwei Freilaufdioden 3, 4. Zwischen dem Emitter des Transistors 1 und dem Kollektor des Transistors 2 miteinander umfaßt entsprechend zwei identischen Transformatorwicklungen 5: Wicklung 6 und 7, und der gemeinsame Punkt der Wicklungen bildet eine der Schlussfolgerungen der diagonalen AC-Brücke, die zweite Halbbrücke wird durch Kondensatoren 8 und 9, der gemeinsame Punkt der Wicklung gebildet den zweiten Anschluss der genannten Brückendiagonale ist. Freie Kondensatoranschlüsse 8 und 9 als freie Anschlüsse der Transistoren 1, 2 sind an den dc verbunden Diagonale der Brücke. Durch AC diagonal angeschlossene Last 10 und der Stromquelle sequentiell durch U n in einem seiner Pole enthalten (in Figur 2 ist der Pluspol) wird ein dritter 11 der Transformatorwicklung 5 auf die gleiche Polarität verbunden DC Diagonale der Brücke. Darüber hinaus ist die Wicklung 11 auf dem Zähler in Bezug auf die Wicklungen 6 und 7. Der Sekundär 12 der Transformatorwicklung 5 mit einem Eingang eines typischen 13 Halbbrückenwechselrichter-Steuersystem verbunden ist, zwei Ausgänge, die mit den Steuereingängen der Transistoren 1 und 2 direkt mit der Stromversorgungsausgang verbunden ist, einen Glättungskondensator verbunden sind, 14.

UNIT arbeitet wie folgt:

Wie in den einphasigen Wechselrichter Halbbrücke bekannt ist, 13 das Output Management System ist ein herkömmlicher Pulsbreitenmodulator, der den Transistoren 1 und 2 gegenphasige Impulse zugeführt wird. Das Tastverhältnis dieser Impulse wird durch das Referenzsignal (Strom, Spannung) und die Frequenzumrichter in der modernen Ernährung, beispielsweise Schweißtransformatoren bis zu 100 kHz bestimmt.

Lassen Sie die Stromversorgung auf U n eingeschaltet, und die Kondensatoren 8, 9, berechnet jeweils auf eine Spannung von etwa 0,5 U n. Dann wird der erste Puls mit einem solchen Steuersystem 13 gibt, auf 1-Transistor eingegeben wird, wird der Transistor 1 entriegelt, und der Kondensator 8 an die Last entladen 10. In diesem Fall wird durch die Wicklung 11 und der Wicklung 6 des Transformators 5, der gleiche Strom fließt. Da die Wicklungen die gleiche Anzahl von Windungen und der Zähler aufweisen, werden eingeschlossen, bilden sie bifillyar nicht Reaktanz im Lastkreis bei. Der Kondensator 9 wird zu diesem Zeitpunkt geladen. Wenn die Last völlig ausreichend ist , um den Kondensator 8 entladen, wobei der Kondensator 9 zu dem Ende des Halbzyklus des Wechselrichters auf U n Spannung aufgeladen. Beim Entriegeln Transistor 2 bifillyar Form 11 des Transformators 5 und 7 Wicklung.

Somit 5 während des Betriebs des Wechselrichtertransformators macht keine Reaktanz im Lastkreis des Wechselrichters und der maximalen Frequenz nur 5 durch die Parameter der Transistoren 1 und 2. Da der magnetische Fluß des Transformators begrenzt wird in dem Betriebsmodus des Inverters Null ist, über die Spannungswicklung 12 ist ebenfalls Null.

Mit der gleichzeitigen Öffnung der Transistoren 1 und 2 aufgrund einer Fehlfunktion in dem Steuersystem oder beispielsweise die Zeit aufgrund der erhöhten Rückgewinnungssperreigenschaften auf Heiztransistor oder aus anderen Gründen, tritt es durch einen Kurzschluss und Strom fließt unter Umgehung der Last (vollständig oder teilweise) durch alle drei Primärwicklungen 6, 7, 11 des Transformators 5. dort unkompensierten magnetischen Flusses, die Spannung an der Wicklung 12 des Transformators 5. In diesem Fall erscheint, durch einen Stromwandler 5 noch nicht gesättigt ist, wird der Magnetisierungsstrom gleich ist, dh vernachlässigbar und den Transistoren nicht schädlich.

Somit Schutz gegen Kurzschlüsse durch Taten präventiv, dh Es gibt keinen Anlass zu Stromwandler Sättigungszeit von 5 bis gefährlichen Mengen. Diese Zeit kann bei der Berechnung des Transformators gewählt werden mehr als Auslösezeit zur Spule Auslösesignal 12. Weiterhin gibt es keine Notwendigkeit, den Rand Erholzeit Sperreigenschaften von Transistoren aufzublasen, da der Kurzzeit "slab" Durchgangsstrom vernachlässigbar und transient ist Pulse bei der Ausgang Wicklung 12 kann ohne Abschalten des Umrichters durch die Auswahl Dauer blockiert werden. Über die Einrichtung von Leistungstransformator 5 in Bezug auf den Leistungstransformator, das heißt, Zeit weg und zur Wiederherstellung der Sperreigenschaften der modernen Leistungstransistoren, zum Beispiel, wie IGBT IRG4 Serie überschreiten 0,5-0,6 ms nicht: an der Last, kann aus folgenden Überlegungen grob geschätzt. Es sei angenommen , die Sättigung des Transformators 5 mit einer doppelten Zufuhr von t 1 = 1, 2 Mikrosekunden. Im Betrieb abwesend der Inverter Eisenverlust des Transformators 5 sind, kann der Kern somit auf dem Weicheiseninduktions in (3-5) mal größer ist als die Induktivität des Leistungstransformatorkern hergestellt werden, in der Regel durchgeführt Ferrit. Dann wird die Frequenz von 50 kHz

wobei P 1 * - relativ installierte Leistung des Transformators 5, P 2 - Kapazität Leistungstransformator in der 1 - Induktionsstromtransformatorkern, t 2 - die Halbwertszeit bei einer Frequenz von 50 kHz, t 1 - Kernsättigung des Transformators 5, 2 - Induktion im Kern Transformator 5.

Bezogen auf (1) P * 1 / R 2 = 0,024-0,032. Das Gewicht des Leistungstransformators mit einer Frequenz von (50 ÷ 100) kHz (0,5 ÷ 0,7) kg / kW, wo es offensichtlich ist, dass das Gewicht und die Gesamtabmessungen des Transformators weiter in das Gerät eingeführt wird 5 vernachlässigbar sind, wird die Masse nicht mehr als 0,07 kg. Man beachte, dass die Masse von der Drosseleinrichtung und der Rückwärtsdiode ausgestoßen ist viel größer.

Somit wird das oben angegebene technische Ergebnis mit einfachen Mitteln erreicht.

REFERENZLISTE

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

2. «DC200 AL - Tekhnotron" - Russia (Katalog) 1997

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

4. V.A.Pryanishnikov - "Electronics", St. Petersburg "Krone print", 400, 1998 ..

FORDERUNGEN

Einphasen-Halbbrückenwechselrichter eine Leistungsteils Halbbrücke in der Form von zwei in Reihe geschalteten Transistoren und zwei Rückspeisediode und eine zweite Halbbrücke, die durch zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren aufweist, wobei die Last in der Diagonalen AC-Brücke enthalten ist, eine Stromquelle angeschlossen, um die diagonale DC der Brücke und durch einen Glättungskondensator parallel geschaltet, sondern auch ein typisches Steuersystem, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsschaltungseinrichtung ferner chetyrehobmotochny Transformator mit drei gleichen Primärwicklungen eingesetzt und eine Sekundär mit einem Eingang des Systems der Modellsteuerung verbunden Wicklung eine Primärwicklung des Transformators zwischen ein Pol der Stromquelle und den gleichnamigen Pole diagonal DC-Brücke, die anderen beiden sind miteinander Primärwicklungen in Übereinstimmung und entgegengesetzt in Bezug auf die erste Wicklung, deren gemeinsamer Punkt bildet einen der Terminals diagonal AC Brücke und ist mit der Last verbunden, und die freien Enden verbunden sind, einen Emitter und einen Kollektor des zweiten Transistors bilden zusammen mit diesen Transistoren und der Rückwärtsdiode Halbbrückenwechselrichters.

Druckversion
Erscheinungsdatum 17.02.2007gg