Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное @ - ступенчатое

 

Изобретение относится к преобразователям с амплитудно-импульсной модуляцией. Целью является повышение КПД. Устройство содержит инверторы 1.1-1.N/3 с согласующими трансформаторами 2.1-2.N/3. Вторичные обмотки 3.1-3.N/3 и 4.1-4.N/3 соединены в соответствующие последовательные цепочки. Блок 5 управления включает в себя задающий генератор 6, кольцевую пересчетную схему 7, делитель 8 частоты и логический узел 9. Управляющие переходы ключей 10-18 переменного тока соединены с выходами логического узла 9. Увеличение количества ступеней выходного напряжения до N 12, 15,18 ... достигается увеличением количества инверторов до четырех, пяти и шести ... с сохранением алгоритма переключения ключей переменного тока к сохранением их количества. 3 ил. с (Л to 00 00 00 СУ ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) g1) 4 Н 02 N 7/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3865678/24-07 (22) 12.03.85 (46) 07.02.87. Бюл. й- 5 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро геофизической техники (72) Ю.А.Мордвинов (53) 621.314.572(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1105996, кл. Н 02 M 7/48, 1983.

Авторское свидетельство СССР

)) - 993411, кл. Н 02 M 7/48, 21.08.81.

Авторское свидетельство СССР

В 980235, кл. Н 02 И 7/48, 23.01.81. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ N-СТУПЕНЧАТОЕ (57) Изобретение относится к преобразователям с амплитудно-импульсной модуляцией. Целью является повышение

КПД. Устройство содержит инверторы

i.1-1.N/3 с согласующими трансформаторами 2.1-2.N/3. Вторичные обмотки

3.1-3.N/3 и 4.1-4.N/3 соединены в соответствующие последовательные цепочки. Блок 5 управления включает в себя задающий генератор 6, кольцевую пересчетную схему 7, делитель 8 частоты и логический узел 9. Управляющие переходы ключей 10-18 переменного тока соединены с выходами логического узла 9. Увеличение количества ступеней выходного напряжения до N = 12, 15, 18 ... достигается увеличением количества инверторов до четырех, пяти и шести ... с сохранением алгоритма переключения ключей переменного тока и сохранением их количества. 3 ил.

1788865 2

Изобретение относится к электротехнике, а именно к классу преобразователей постоянного напряжения в переменное трехфазное с амплитудноимпульсной модуляцией (АИМ).

Цель изобретения — повышение КПД.

На фиг. 1 и 2 представлены варианты схем построения статического преобразователя ; на фиг. 3 — диаграммы напряжения, поясняющие работу преобразователей.

Статические преобразователи (фиг.1 и 2) содержат инверторы 1.1-1.N/3 с согласующими трансформаторами 2.12.N/3, две цепочки из последовательно соединенных вторичных обмоток 3.1— ,З.N/3 и 4.1-4.N/3 трансформаторов

2.1-2.N/3, блок 5 управления, включающий последовательно соединенные задающий генератор б и кольцевую пересчетную схему 7, выходы которой связаны с управляющими электродами ключевых элементов инверторов 1.11.N/3, последовательно соединенные делитель 8 частоты, подключенный к задающему генератору 6, и логический узел 9, входами связанный с кольцевой пересчетной схемой 7 и делителем 8 частоты, девять ключей

10-18 переменного тока, управляющие электроды которых соединены с выходами логического узла 9, при этом цепочки 19-20 и 21-19 последовательно включенных вторичных обмоток соединены последовательно, а их свободные 20 и 21 и объединенные 19 концы через ключи 10-18 переменного тока подключены к каждому выходному выводу 22-24. На фиг. 3 представлены напряжения 25-27 на выходе соответственно мостовых инверторов 1.1-1.3 (фиг.1, N = 9), напряжения 28 и 29 на выходах соответственно первой 19-20 и второй 21-19 цепочек, импульсы 30-38 управления, поступающие соответственно на ключи 10-18 переменного тока, выходное трехфазное 9 †ступенчат напряжение 39-41 на выходных выводах

23-24, 22-24, 22-23. На фиг. 3 представлены напряжения 42-46 на выходе нулевых инверторов 1.1-1.5, когда статический преобразователь выполнен по фиг. 2. На выходе цепочек 19-20 и 21-19 формируется такое же напряжение 28 и 29, управление ключами . 10-18 переменного тока осуществляется согласно диаграммам 30-38, а на выходных выводах формируется такое же четвертой ступени U (4), разность нап30 ряжений пятой и четвертой ступеней

И (5) — U (4) и разность напряжений шестой и пятой ступеней И (6)-И (5).

Так как все напряжения обмоток 4.1

4.3 суммируются, то на выходе второй

35 цепочки формируется напряжение U< (29). Далее из полученных двух нап— ряжений Н, 28 и U 29 при помощи ключей 10-18 переменного тока, управляемых согласно диаграмм импульсов

40 30-38, формируют трехфазное 9-ступенчатое напряжение 39-41. Формирование импульсов 30-38 управления достигается относительно просто за счет снижения в N/3 частоты задающего генера45

55

f0

9--ступенчатое трехфазное напряжение

39-41.

Статический преобразователь (фиг.1) работает следующим образом.

Инверторы 1.1-1.N/3 выполнены по мостовым схемам и формируют напряжения 25-27. При трех инверторах удается сформировать трехфазное напряжение с N - =9. Для управления инверторами требуются задающий генератор 6 и кольцевая пересчетная схема 7, выходные прямоугольные напряжения которой поступают на цепи управления ключевых элементов мостовых инверторов 1.1-1.N/3. На вторичных обмотках

3.1-3.3 (N = 9) формируются соответственно напряжения третьей ступени U (3), разность напряжений третьей и второй ступеней U (3) — U (2) и раэ— ность напряжений второй и первой ступеней U (2) — U (1). Так как напряжения обмоток 3.3 и 3.2 суммируются и вычитаются из напряжения обмотки

3.1, то на выходе 19-20 первой цепочки формируется напряжение U< 28. На вторичных обмотках 4.1-4.3 (N = 9) формируются соответственно напряжения тора делителем 8 частоты и подачи их на логический узел 9. Так в интервале t — t(включены ключи 12,14 и 16 переменного тока, чем обеспечивается подключение выходных выводов

22-23 (А-В) к напряжению U 28, выходных выводов 23-24 (В-С) — к напряжению U 29, а выходных выводов

22-24 (А-С) — к сумме напряжений (U + U ), так как сумма третьей и четвертой ступеней выходного трехфазного напряжения равна седьмой ступени U (3) + U (4) = U (7). Таким же образом U (2) + U (5)

= U (8) и U (1) + U (6) = U (9) .

3 1288865

При положительных полярностях напряжений 28 и 29 положительный потенциал формируется на концах цепочек

20 и 19. В интервале времени t — с включены ключи 12, 13 и 17 переменного тока, чем обеспечивается подключение напряжения 28 к выходным выводам 22-24 (А-С), а суммы напряжений (U + U ) — к выходным выводам 23-24 (В-.С) и т.д. Последовательность 10 импульсов 30-38 управления, поступающих на ключи 10-18 переменного тока, поясняют принцип формирования трехфазного 9-ступенчатого напряжения из двух напряжений 28 и 29. Увеличение количества ступеней выходного напряжения до N = 12, 15, 18 ... достигается увеличением количества инверторов до четырех, пяти и шести ... с сохранением алгоритма переключения 20 ключей переменного тока и сохранением их количества. Количество инверторов И и количество ступеней И связано выражением

И = — — 1 °, 3

N

И

Схему преобразователя (фиг. 1) можно рекомендовать при применении транзисторных инверторов при относительно высоком напряжении питания U

qÝ согда просто можно получить прямоугольные напряжения со скважностью .не равной двум. Эта схема отличается от известной меньшей габаритной мощностью и работой трансформаторов на частоте 3f ы„.

Схему статического преобразователя (фиг. 2) можно рекомендовать при построении инверторов на тиристорах, 40 когда проще получать напряжения 4246 со скважностью два, или при малых амплитудах напряжения питания Пп, когда применению мостовых инверторов сопряжено со значительным снижением

КПД преобразователя. В этом варианте напряжение 26 получается двумя инверторами 1.2 и 1.3 за счет суммирования напряжений 43 и 46, а напряжение 27 — двумя инверторами 1.4 и g0

1.5 за счет суммирования напряжений

44 и 45. Переключение ключей переменного тока 10-18 (фиг. 2) осуществляется согласно диаграммам 30-38.Согласующие трансформаторы в рассматриваемой схеме работают тоже на частоте 3f „„. Увеличение количества ступеней выходного напряжения до N =

12, 15, 18,... достигается увеличением количества инверт ров до семи, девяти, одиннадцати, .... Количество инверторов И и количество ступеней

N связаны выражением

-Увеличение КПД предлагаемого преобразователя в сравнении с известным обеспечивается уменьшением числа последовательно включенных в преобразующем тракте ключей переменного тока.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное N-ступенчатое, содержащий девять объединенных в три группы ключей переменного тока, одни силовые электроды которых в каждой группе объединены, а другие подключены к выходным выводам, основной инвертор с выходным согласующим трансформатором, одноименные концы двух вторичных обмоток которого соединены с объединенными электродами ключей переменного тока первой и второй групп, и блок управления, включающий задающий генератор и кольцевую пересчетную схему, связанную выходом с цепями управления укаэанных ключей переменного тока, о т л и ч а ю—, щ Й и с я тем, что, с целью повыше2N е нйя КПД, он снабжен — — 2 дополнительными инверторами с выходными согласующими трансформаторами, первые вторичные обмотки которых соединены последовательно между собой и согласно с первой вторичной обмоткой основного согласующего трансформатора, вторые — последовательно между собой и встречно с второй вторичной обмоткой основного согласующего трансформатора, причем свободные концы первой и второй вторичных обмоток последнего согласующего транс форматора соединены соответственно с объединенными электродами ключей переменного тока второй и третьей групп, а в блок управления введен делитель частоты, включенный между задающим генератором и одними входами введенного логического узла, который другими своими входами подключен к соответствующим выходам коль1288865 цевой пересчетной схемы и обеспечивает формирование последовательностей импульсов для управления основного и дополнительного инверторов.

А 8 с иг. аие г

Составитель Г.Мыцык

Техред А.Кравчук Корректор Н. Король

Редактор А.Козориз

Заказ 7822/56 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4