стабилизированный полупроводниковый преобразователь напряжения

Формула изобретения

Стабилизированный полупроводниковый преобразователь напряжения, содержащий усилитель мощности на тиристорах и задающий генератор, выполненный на транзисторах по двухтактной автогенераторной схеме со средней точкой и с трансформатором, при этом первичная обмотка трансформатора выполнена со средней точкой, базовая обмотка трансформатора задающего генератора выполнена в виде двух полуобмоток, каждая из которых подключена к база-эмиттерному переходу соответствующего транзистора через ограничительный резистор, отличающийся тем, что усилитель мощности выполнен по двухтактной схеме со средней точкой и с выходным трансформатором, первичная обмотка которого выполнена со средней точкой и включена между тиристорами, а его вторичная обмотка подключена к выходным выводам, при этом выходная обмотка трансформатора задающего генератора выполнена со средней точкой, ее крайние выводы соединены с управляющими электродами соответствующих тиристоров, а ее средний вывод соединен с общей точкой катодов тиристоров, коллекторов транзисторов и с выводом для подключения отрицательного полюса источника питания, вывод для подключения положительного полюса которого соединен через балластный резистор со средней точкой первичной обмотки выходного трансформатора и через балластный и управляемый резисторы со средней точкой первичной обмотки трансформатора задающего генератора, кроме того, введены два конденсатора, один из которых подключен между эмиттерами транзисторов, а второй между анодами тиристоров, встречно параллельно тиристорам включены возвратные диоды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразователям постоянного тока в переменный.

Рефрижераторный подвижной состав занимает в парке изотермических вагонов России превалирующее значение, как по количеству, так и по объему перевозок скоропортящихся грузов, сохранность которых зависит от бесперебойной работы оборудования, как правило компрессионного типа. Асинхронные приводы компрессоров, например бытовых холодильников, снабжаются электроэнергией от аккумуляторов через преобразователи постоянного тока в переменный.

Однако известные преобразователи, несмотря на разнообразие их конструкций, не обеспечивают оптимальности работы при изменении напряжения аккумуляторов, характеризуются низким КПД и повышенным шумом, как например блок питания [1] содержащий батарею аккумуляторов и управляемые ключи с выходным трансформатором и в котором для выравнивания напряжения на аккумуляторах введены выравнивающие ячейки на транзисторах, эмиттеры последних соединены с выводами обмоток выходного трансформатора, а коллекторы с его средней точкой.

Ясно, что поддержание оптимального напряжения за счет менее разряженного аккумулятора не может быть длительным вследствие разряда и этого аккумулятора, что резко отражается на КПД привода компрессорной машины холодильника.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому является известный стабилизированный полупроводниковый преобразователь напряжения на [2], содержащий усилитель мощности на тиристорах и задающий генератор, выполненный на транзисторах по двухтактной автогенераторной схеме со средней точкой и с трансформатором.

Целью настоящего изобретения является повышение производительности холодильных машин за счет автоматического регулирования частоты преобразования при изменении напряжения постоянного тока аккумуляторов, что позволит обеспечить стабилизацию тока нагрузки.

Указанная цель достигается тем, что усилитель мощности выполнен по двухтактной схеме со средней точкой и с выходным трансформатором, первичная обмотка которого выполнена со средней точкой и включена между анодами тиристоров, а его вторичная обмотка подключена к выходным выводам, при этом выходная обмотка трансформатора задающего генератора выполнена со средней точкой, ее крайние выводы соединены с управляющими электродами соответствующих тиристоров, а ее средний вывод соединен с общей точкой катодов тиристоров, коллекторов транзисторов и с выводом для подключения отрицательного полюса источника питания, вывод для подключения положительного полюса которого соединен через балластный резистор со средней точкой первичной обмотки выходного трансформатора задающего генератора, кроме того, введены два конденсатора, один из которых подключен между эмиттерами транзисторов, а второй - между анодами диодов, встречно параллельно тиристорам включены возвратные диоды.

Изобретение поясняется чертежом.

Стабилизированный полупроводниковый преобразователь постоянного напряжения в переменное выполнен по схеме, образованной задающим генератором на транзисторах T1 и T2 и усилитель мощности на тиристорах D1 и D2, параллельно которым и встречно включены возвратные диоды D3 и D4. Между выводами эмиттеров транзистора T1 и T2 включено конденсатор C1 для их коммутации. Аналогично служит и конденсатор C2 в схеме усилителя мощности индуктивно связанного посредством трансформатора задающего генератора Тр1 со схемой задающего генератора. Устройство также содержит силовой трансформатор Тр2 с нагрузкой. Средняя точка "а" первичной обмотки трансформатора Тр1 соединена через управляемый резистор 1 и балластный резистор R2 с положительной клеммой K1 источника E постоянного тока, например, аккумуляторной батареи. К этой же клемме через балластный резистор R2 присоединен отвод от средней точки "б" первичной обмотки выходного трансформатора Тр2. Средняя точка "b" вторичной обмотки трансформатора задающего генератора Тр1 и коллекторы транзисторов T1 и T2 соединены с отрицательной клеммой K2 источника E. Базовая обмотка трансформатора Тр1 разделена на две идентичные полуобмотки L1 и L2, начало и конец каждой из которых соответственно присоединен к эмиттеру и к базе соответствующего транзистора T1, T2 через ограничительные резисторы R3 R4, а выходная обмотка L3 трансформатора Тр1 присоединена к управляющим электродам тиристоров D1 и D2. Аноды тиристоров присоединены к концам первичной обмотки L4 силового трансформатора Тр2.

При подсоединении клемм K1 и K2 к схеме преобразователя в задающем генераторе возникают импульсные колебания с частотой 45 и 65 Гц (в зависимости от напряжения источника E постоянного тока). Эти колебания через трансформатор Тр1 передаются на усилитель мощности, который преобразует их в переменный ток с напряжением в 220 и через силовой трансформатор Тр2 подает на нагрузку - асинхронный которым в частном случае может являться привод компрессора холодильной машины.

Режим работы задающего генератора выбран так, что при понижении напряжения на клеммах K1 и K2 частота импульсов на его выходе возрастает, а в случае повышения этого напряжения по какой-либо причине - наоборот уменьшается.

Изменение частоты импульсов соответственно изменяет периодичность работы тиристоров D1 и D2, что позволяет поддерживать оптимальное переменное напряжение на выходе силового трансформатора Тр2. Диоды D3 и D4 рекупируют электрическую энергию, накопляемую за счет индуктивности в обмотке L3 силовой трансформатор Тр1, обратно в аккумулятор E. Управляемым резистором R1 при необходимости регулируют вручную частоту колебаний задающего генератора.

Благодаря включению конденсатора C1 между эмиттерами транзисторов T1 и T2 преобразователь может работать на низковольтных полупроводниках, которые дешевле. Повышается КПД преобразования и облегчен запуск приводов холодильных машин. Благодаря использованию тиристорной коммутации повышена мощность преобразования. Обеспечивается возможность работы преобразователя при большом допустимом разбросе напряжения источника постоянного тока.