[发明专利]波形重组合式逆变器、调压(速)器装置

说明书

本发明是关于电力系统的变换设备，是一类由波形重组合技术方法（Waveform  Reformation  Technology-WRT）构成的电力变换装置，它们可以是直流——直流变换器或交流——交流变换器，也可以是直流——交流变换器或交流——直流变换器，所以本发明是遍及整个变换设备领域的一类新电源装置。

在名为《波形重组合技术》的发明专利申请87101134中，构成各种电压合成器的电压单元均为一组数制直流电压，其取能比较麻烦，成本高，而且对于控制电压单元开闭的开关而言，关断直流电压通常也比较困难。

本发明的目的是针对直流电压单元的上述缺点，而采用过零非直流电压单元，即交流或脉冲电压作单元取代直流单元，这些单元都可由交流或逆变电源经变压器和整流器获得，取能比较方便，成本低;另外，交流电压或脉冲电压每个周期波形二端都为零电压，所以控制电压单元的开关开闭容易、损耗减小，而且关断电路简单。

本发明是这样实现的，原装置的基本结构不变，即控制单元开闭的数值开关与单元串联后与其零值二极管反向并联从而构成数制电源的一个位，然后将数制电源的各个位同方向首尾串联，第一位的头与最末位的尾成为数制电源的端线接入由四个开关构成换向桥的输入对角端，另二个对角端作为装置的输出，所有开关均由控制信号译码器控制其开闭状态，其特征为，单元由一组过零非直流电压替代一组直流电压，其电压幅值（平均值）成数制规律。

如同电技术由直流发展到交流，由交流发展到脉冲和开关技术一样，WRT技术中的单元可以由直流或交流构成，也可以是直流脉冲电压，例如单向方波、梯形波、正弦波等有零电压的脉冲波形，其电压幅值（或平均值）成数制规律，其频率等于开关选通脉冲频率，脉冲电压的零值刚好位于开关选通脉冲Vck的关闭期间。图1a、b分别为数制电源中其中二个单元（40和41）的波形图，其中a用单向梯形波，b用单向正弦波，这些单元都可由交流或逆变电源经变压器和整流器获得。图1c为开关的控制脉冲同步波形图。

图2为以四位二进制电压合成器为例图示的电路结构图，原发明中40-43为直流数制单元，本发明均改为例如图1a或b所示的脉冲电压。

本发明的优点是显而易见的，如：

1.单元可由价格低廉的脉冲电源（或交流电源）和变压器，整流器代替直流单元中的蓄电池或电容器，成本低。

2.脉冲电源可用单一的直流电源经斩波或与开关选通脉冲同频率的单一交流电源供电，供电方便。

3.脉冲电压相当于一个个标准的矩形或弧形块，二端都为零电压，如果电压合成器中电子开关的选通频率与脉冲电压同频率，开、闭时间又恰好选在脉冲电压的零电压区，则开关的开闭容易、损耗减少，尤其是选用普通可控硅作开关元件时可以省去可控硅的关断电路。当用机械波形开关时，当电刷刚接触（或离开）开关环的时间设计在脉冲电压过零处时，可以减小开关火花，也不容易引起单元短路。

本发明也可以这样实现，即以交流电压直接代替双向电压合成器中的直流电压单元构成交流单元波形重组合电源装置，电压合成器为双向型，即数值开关有二个接通位置，分别接到单元的上、下二端，以使该单元的电压接入或脱离电路构成数制电源的一位，各位再同向串联成数制电源，双向型电压合成器可以仅由双向数制电源构成而不需换向桥。各开关由控制信号译码器控制其开闭，其特征为，单元为交流电压且其电压幅值（平均值）成数制规律。

图3为用同相交流电压代替直流电压单元构成的八位二进制多用交流重组合电源电路图。（270）由（271）、（272）、（273）三部分组成。（271）为数制变压器，八位二进制数制变压器至少有一个固定绕组CLo、一个配对绕组CL′₁和八个数制绕组，其同名端已在图中标出。（272）为选通开关组，八位二进制选通开关组由8只双向双位开关（281-288）组成，每只开关由选通端（SELECTION）选通闭端（ON）或开端（OFF），即分别接（271）中各绕组CL₁-CL₈的同名端或异名端。（273）为联线和接线端子。