×
20.07.2014
216.012.e238

Результат интеллектуальной деятельности: ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к преобразователям электрической энергии, конкретно к автономным инверторам напряжения и может быть использовано во вторичных источниках питания в общепромышленной технике, а так же в преобразователях собственных нужд для локомотивов на железнодорожном транспорте. Техническим результатом изобретения является уменьшение массогабаритных размеров преобразователя. Указанный технический результат достигается тем, что преобразователь постоянного тока в переменный ток, содержащий источник постоянного напряжения с конденсатором на выходе, мостовой инвертор напряжения, состоящий из четырех ключей, каждый из которых состоит из транзистора и обратного диода, выводы постоянного тока которого соединены с выходом источника постоянного напряжения, а выводы переменного тока подключены к первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к нагрузке, систему управления, кроме этого в магнитопровод трансформатора встроен датчик Холла, выход которого подключен к входу системы управления, выходы которой подключены к входам первого и второго драйверов, каждый из которых управляет двумя последовательно включенными ключами мостового инвертора напряжения. 1ил.
Основные результаты: Преобразователь постоянного тока в переменный ток, содержащий источник постоянного напряжения с конденсатором на выходе, мостовой инвертор напряжения, состоящий из четырех ключей, каждый из которых состоит из транзистора и обратного диода, выводы постоянного тока которого соединены с выходом источника постоянного напряжения, а выводы переменного тока подключены к первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к нагрузке, систему управления, отличающийся тем, что в магнитопровод трансформатора встроен датчик Холла, выход которого подключен к входу системы управления, выходы которой подключены к входам первого и второго драйверов, каждый из которых управляет двумя последовательно включенными ключами мостового инвертора напряжения.

Изобретение относится к преобразователям электрической энергии, конкретно к автономным инверторам напряжени, и может быть использовано во вторичных источниках питания в общепромышленной технике, а также в преобразователях собственных нужд для локомотивов на железнодорожном транспорте.

Известен статический преобразователь, содержащий полумостовой транзисторный инвертор, состоящий из конденсаторного делителя напряжения контактной сети и двух транзисторов, трансформатора, первый вывод первичной обмотки которого подключен к средней точке конденсаторного делителя напряжения, второй вывод - к эмиттеру первого и коллектору второго транзисторов, а вторичная обмотка подключена к нагрузке регулятора напряжения и ШИМ-контроллера, первый выход которого соединен с управляющими цепями первого транзистора, второй выход соединен с управляющими цепями второго транзистора, а вход - с выходом регулятора напряжения (RU, патент №2314939, B60L 9/04, B60L 01/00, 2008 г.).

Недостатком данного статического преобразователя является в два раза меньшая мощность на выходе при использовании одинаковых силовых транзисторов, обусловленная использованием в нем полумостовой схемы транзисторного инвертора.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является однофазный мостовой транзисторный инвертор, принятый за прототип, содержащий транзисторы, источник питания со сглаживающим конденсатором на выходе, нагрузку, преимущественно трансформаторного типа, подключенную через конденсатор к диагонали переменного тока упомянутого однофазного мостового транзисторного инвертора, а также содержащий датчик тока нагрузки, соединенный выходом с системой управления и защиты, датчик сквозных токов, выполненный в виде четырехобмоточного насыщающегося трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к соответствующему входу системы управления и защиты (RU, патент №2168825, Н02Н 7/22, Н02М 7/5387, 2001 г.).

Недостатком прототипа являются большие массогабаритные размеры датчика сквозных токов и силового конденсатора в цепи первичной обмотки трансформатора, рассчитанных на полный ток обмотки трансформатора.

Техническим результатом изобретения является уменьшение массогабаритных размеров преобразователя.

Указанный технический результат достигается тем, что преобразователь постоянного тока в переменный ток, содержащий источник постоянного напряжения с конденсатором на выходе, мостовой инвертор напряжения, состоящий из четырех ключей, каждый из которых состоит из транзистора и обратного диода, выводы постоянного тока которого соединены с выходом источника постоянного напряжения, а выводы переменного тока подключены к первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к нагрузке, систему управления, кроме этого в магнитопровод трансформатора встроен датчик Холла, выход которого подключен к входу системы управления, выходы которой подключены к входам первого и второго драйверов, каждый из которых управляет двумя последовательно включенными ключами мостового инвертора напряжения.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя постоянного тока в переменный ток.

Преобразователь постоянного тока в переменный ток, содержит источник постоянного напряжения 1 с конденсатором 2 на выходе, мостовой инвертор напряжения 3, состоящий из четырех ключей 4-7, каждый из которых состоит из транзистора 8 и обратного диода 9, выводы постоянного тока которого соединены с выходом источника постоянного напряжения 1, а выводы переменного тока подключены к первичной обмотке 10 трансформатора 11, вторичная обмотка 12 которого подключена к нагрузке 13, систему управления 14, датчик Холла 15, встроеный в магнитопровод трансформатора 11 и выход которого подключен к входу системы управления 14, выходы которой подключены к входам первого и второго драйверов 16, 17. Драйверы 16, 17 управляют соответственно последовательно включенными ключами 4,5 и 6,7 мостового инвертора напряжения 3.

Магнитопровод трансформатора 11 выполнен разрезным поперек направления линий магнитной индукции. На поверхности разреза выполнено углубление, в которое устанавливают датчик Холла 15. Датчик Холла 15 преобразует индукцию магнитного поля трансформатора 11 в напряжение, знак и величина которого зависит от полярности и силы магнитного поля.

Драйвера 16, 17 усиливают по мощности сигналы с системы управления 14, а также осуществляет гальваническую развязку между силовыми цепями мостового инвертора напряжения 3 и слаботочными цепями системы управления 14. Кроме этого, драйвера 16,17 осуществляют мониторинг падения напряжения на переходе коллектор-эмиттер транзисторов 8 ключей 4-7.

В качестве транзисторов 8 могут быть использованы IGBT-транзисторы или транзисторы структуры MOSFET. Обратные диоды 9 защищают транзисторы 8 в моменты выключения от обратных напряжений.

Преобразователь постоянного тока в переменный ток работает следующим образом.

Включают источник постоянного напряжения 1 с конденсатором 2, постоянное напряжение которого подается на выводы постоянного тока мостового инвертора напряжения 3, состоящего из четырех ключей 4-7, каждый из которых состоит из транзистора 8 и обратного диода 9. Выводы переменного тока мостового инвертора напряжения 3 подключают к первичной обмотке 10 трансформатора 11, в магнитопровод трансформатора 11 встроен датчик Холла 15, выход которого подключен к входу системы управления 14. Очередность включения ключей 4-7 осуществляют системой управления 14. Системой управления 14 формируют два противофазных сигнала управления и подают соответственно на входы драйверов 16,17. Каждым из драйверов 16,17 управляют двумя последовательно включенными ключами 4,5 и 6,7 мостового инвертора напряжения 3. При включении ключа 4(6), выключают ключ 5(7) и наоборот. Напряжение источника постоянного напряжения 1 преобразуют в переменное напряжение одновременным включением ключей 4,7 (6,5) и выключением ключей 6,5 (4,7). При этом ток через первичную обмотку 10 трансформатора 11 полпериода управляющего сигнала течет в одну сторону и полпериода в другую, перемагничивая магнитопровод трансформатора 11 по симметричной петле гистерезиса. Датчиком Холла 15 индукцию магнитного поля преобразуют в двухполярное импульсное напряжение, которое поступает в систему управления 14. Вследствие неидентичности характеристик транзисторов 8 ключей 4-7, в частности времен включения и выключения транзисторов 8, в переменном токе первичной обмотки 10 трансформатора 11 появляется постоянная составляющая тока, которая намагничивает магнитопровод трансформатора 11. При этом датчик Холла 15 формирует двухполярное импульсное напряжение со смещением в положительное или отрицательное значение. Системой управления 14 путем фильтрации выделяют постоянную составляющую выходного напряжения с датчика Холла 15 и в зависимости от знака постоянной составляющей увеличивают или уменьшают скважность импульсов управления. Процесс регулирования осуществляют до тех пор, пока постоянная составляющая выходного напряжения с датчика Холла 15 не станет равной нулю.

Драйверами 16, 17 не только включают ключи 4-7, но и осуществляют мониторинг состояния транзисторов 8. При сквозном токе через ключи 4,5 (6,7) падение напряжения на переходах коллектор-эмиттер транзисторов 8 превысит допустимое значение и драйвер 16 (17) блокирует импульсы управления с передачей сигнала аварии в систему управления 14.

Применение датчика Холла 15 и драйверов 16,17 позволяют исключить из конструции преобразователя постоянного тока в переменный ток крупногабаритные датчик сквозного тока и силовой конденсатор.

Предлагаемый преобразователь постоянного тока в переменный ток испытан и будет реализован в преобразователе собственных нужд опытного магистрального газотурбовоза ГТ1h - 002.

Преобразователь постоянного тока в переменный ток, содержащий источник постоянного напряжения с конденсатором на выходе, мостовой инвертор напряжения, состоящий из четырех ключей, каждый из которых состоит из транзистора и обратного диода, выводы постоянного тока которого соединены с выходом источника постоянного напряжения, а выводы переменного тока подключены к первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к нагрузке, систему управления, отличающийся тем, что в магнитопровод трансформатора встроен датчик Холла, выход которого подключен к входу системы управления, выходы которой подключены к входам первого и второго драйверов, каждый из которых управляет двумя последовательно включенными ключами мостового инвертора напряжения.
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 181-190 of 452 items.
26.08.2017
№217.015.d93a

Устройство для плазменно-электролитического оксидирования металлов и сплавов

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для получения оксидно-керамических покрытий. Устройство содержит источник трехфазного переменного или постоянного напряжения, подключенного к трехфазному мостовому выпрямителю, выходы которого соединены с фильтром, первый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623531
Дата охранного документа: 27.06.2017
26.08.2017
№217.015.d9ce

Способ измерения трёх компонентов нагрузки в сечении рельса при контактном взаимодействии с колесом железнодорожного подвижного состава

Изобретение относится к метрологии и предназначено для одновременного измерения и регистрации трех компонентов суммарной нагрузки - вертикальной силы, боковой силы и опрокидывающего момента, действующих в выбранном поперечном сечении рельса при его контактном взаимодействии с колесом подвижного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623665
Дата охранного документа: 28.06.2017
26.08.2017
№217.015.da06

Способ регулирования напряжения системы газовая турбина - генератор для обеспечения питания вспомогательных электрических приводов транспортного средства

Изобретение относится к подаче электроэнергии к вспомогательному оборудованию транспортных средств с электротягой. Способ регулирования напряжения системы газовая турбина - генератор для обеспечения питания вспомогательных электрических приводов транспортного средства заключается в том, что в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623643
Дата охранного документа: 28.06.2017
26.08.2017
№217.015.dcb8

Межсекционное соединение криогенных систем локомотива (варианты)

Группа изобретений относится к сцепке специального назначения транспортных средств, в частности к межсекционным соединениям криогенных систем локомотива. Межсекционное соединение криогенных систем локомотива содержит гибкий двустенный гофрированный трубопровод, состоящий из двух гофрированных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624227
Дата охранного документа: 03.07.2017
26.08.2017
№217.015.e6dd

Система подачи криогенного топлива для питания двигателя

Изобретение относится к системам подачи газообразного топлива для двигателей газотурбовозов и газотепловозов. Предложенная система подачи криогенного топлива для питания двигателя размещена на двух секциях локомотива, соединенных между собой межсекционным соединением 4, и содержит криогенную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626903
Дата охранного документа: 02.08.2017
26.08.2017
№217.015.e6ef

Измерительный комплекс для экспресс-контроля параметров приемных катушек автоматической локомотивной сигнализации

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для контроля параметров приемных катушек АЛС. Измерительный комплекс содержит генератор, устройства имитации переменного магнитного поля и измеритель. Причем генератор выполнен на микроконтроллере с блоком ввода-вывода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627250
Дата охранного документа: 04.08.2017
26.08.2017
№217.015.ea2b

Способ регулирования мощности системы газовая турбина - генератор

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления двигателями при регулировании мощности системы газовая турбина - генератор, например, газотурбовозов, гибридных локомотивов. Техническим результатом является обеспечение достаточно быстрого регулирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628008
Дата охранного документа: 14.08.2017
19.01.2018
№218.016.0e19

Стенд испытаний боковых рам тележек железнодорожного подвижного состава

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к стендам для испытания боковых рам тележек. Стенд содержит систему акустико-эмиссионного контроля с подсоединяемыми к ней датчиками, нагружающее устройство, содержащее основание, на котором смонтированы стойка со средствами для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633001
Дата охранного документа: 11.10.2017
20.01.2018
№218.016.111a

Способ усиления имеющего трещину металлического элемента пролетных строений мостов

Изобретение относится к области мостостроения и может быть использовано для предотвращения развития усталостных трещин и усиления стенок металлических главных балок пролетных строений и продольных балок проезжей части пролетных строений мостов, имеющих трещины. Способ усиления включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633936
Дата охранного документа: 19.10.2017
20.01.2018
№218.016.1182

Приспособление для обеспечения сжатия поглощающего аппарата в случае обрыва тяговой полосы с использованием механизма сжатия автономного гидровыжимного устройства

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к приспособлениям для обеспечения сжатия поглощающего аппарата. Приспособление для обеспечения сжатия поглощающего аппарата в случае обрыва тяговой полосы с использованием механизма сжатия автономного гидровыжимного устройства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634067
Дата охранного документа: 23.10.2017
Showing 181-190 of 217 items.
26.08.2017
№217.015.d93a

Устройство для плазменно-электролитического оксидирования металлов и сплавов

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для получения оксидно-керамических покрытий. Устройство содержит источник трехфазного переменного или постоянного напряжения, подключенного к трехфазному мостовому выпрямителю, выходы которого соединены с фильтром, первый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623531
Дата охранного документа: 27.06.2017
26.08.2017
№217.015.d9ce

Способ измерения трёх компонентов нагрузки в сечении рельса при контактном взаимодействии с колесом железнодорожного подвижного состава

Изобретение относится к метрологии и предназначено для одновременного измерения и регистрации трех компонентов суммарной нагрузки - вертикальной силы, боковой силы и опрокидывающего момента, действующих в выбранном поперечном сечении рельса при его контактном взаимодействии с колесом подвижного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623665
Дата охранного документа: 28.06.2017
26.08.2017
№217.015.da06

Способ регулирования напряжения системы газовая турбина - генератор для обеспечения питания вспомогательных электрических приводов транспортного средства

Изобретение относится к подаче электроэнергии к вспомогательному оборудованию транспортных средств с электротягой. Способ регулирования напряжения системы газовая турбина - генератор для обеспечения питания вспомогательных электрических приводов транспортного средства заключается в том, что в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623643
Дата охранного документа: 28.06.2017
26.08.2017
№217.015.dcb8

Межсекционное соединение криогенных систем локомотива (варианты)

Группа изобретений относится к сцепке специального назначения транспортных средств, в частности к межсекционным соединениям криогенных систем локомотива. Межсекционное соединение криогенных систем локомотива содержит гибкий двустенный гофрированный трубопровод, состоящий из двух гофрированных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624227
Дата охранного документа: 03.07.2017
26.08.2017
№217.015.e6dd

Система подачи криогенного топлива для питания двигателя

Изобретение относится к системам подачи газообразного топлива для двигателей газотурбовозов и газотепловозов. Предложенная система подачи криогенного топлива для питания двигателя размещена на двух секциях локомотива, соединенных между собой межсекционным соединением 4, и содержит криогенную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626903
Дата охранного документа: 02.08.2017
26.08.2017
№217.015.e6ef

Измерительный комплекс для экспресс-контроля параметров приемных катушек автоматической локомотивной сигнализации

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для контроля параметров приемных катушек АЛС. Измерительный комплекс содержит генератор, устройства имитации переменного магнитного поля и измеритель. Причем генератор выполнен на микроконтроллере с блоком ввода-вывода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627250
Дата охранного документа: 04.08.2017
26.08.2017
№217.015.ea2b

Способ регулирования мощности системы газовая турбина - генератор

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления двигателями при регулировании мощности системы газовая турбина - генератор, например, газотурбовозов, гибридных локомотивов. Техническим результатом является обеспечение достаточно быстрого регулирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628008
Дата охранного документа: 14.08.2017
19.01.2018
№218.016.0e19

Стенд испытаний боковых рам тележек железнодорожного подвижного состава

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к стендам для испытания боковых рам тележек. Стенд содержит систему акустико-эмиссионного контроля с подсоединяемыми к ней датчиками, нагружающее устройство, содержащее основание, на котором смонтированы стойка со средствами для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633001
Дата охранного документа: 11.10.2017
20.01.2018
№218.016.111a

Способ усиления имеющего трещину металлического элемента пролетных строений мостов

Изобретение относится к области мостостроения и может быть использовано для предотвращения развития усталостных трещин и усиления стенок металлических главных балок пролетных строений и продольных балок проезжей части пролетных строений мостов, имеющих трещины. Способ усиления включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633936
Дата охранного документа: 19.10.2017
20.01.2018
№218.016.1182

Приспособление для обеспечения сжатия поглощающего аппарата в случае обрыва тяговой полосы с использованием механизма сжатия автономного гидровыжимного устройства

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к приспособлениям для обеспечения сжатия поглощающего аппарата. Приспособление для обеспечения сжатия поглощающего аппарата в случае обрыва тяговой полосы с использованием механизма сжатия автономного гидровыжимного устройства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634067
Дата охранного документа: 23.10.2017
+ добавить свой РИД