Трехфазный инвертор

 

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в системах электропитания , электропривода и автоматики для преобразования постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидаль- . ное. Цель - улучшение формы кривой выходного напряжения, уменьшение массы и габаритов. Инвертор содержит два трехфазных моста, один из которых выполнен на ключах постоянного тока, а другой - на ключах переменного тока , и блок управления. Входы мостов подключены к шинам двух источников, величины напряжений которых относятся как 1:2, причем источник с меньшим уровнем напряжения подключен к второму мосту. Выходы мостов непосредственно связаны с выходными выводами инвертора. Две разноименные шины источников связаны между собой через управляемый ключ постоянного тока. С помощью ключей мостов на интервале каждой ступени источники соединяются последовательно и к полученным трем зажимам источников подключаются выходные выводы инвертора. В результате работы инвертора на его выходе формируется трехфазное пятиступенчатое напряжение. 3 ил. с (Л со KJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

151> 4 Н 02 М 7/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4106862/24-07 (22) 05. 06 ° 86 (46) 07.02.88. Бюл. У 5 (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при

Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) А.М.Азаров, А.Г.Азаров и А.В.Лебедькова (53) 621.314.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 873358, кл. Н 02 М 7/48, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 773875, кл. Н 02 М 7/537, 1978. (54) ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в системах электропитания, электропривода и автоматики для преобразования постоянного напряжения в трехфаэное кваэисинусоидальное. Цель — улучшение формы кривой

„„SU„„1372551 А1 выходного напряжения уменьшение массы и габаритов. Инвертор содержит два трехфазных моста, один из которых выполнен на ключах постоянного тока, а другой — на ключах переменного тока, и блок управления. Входы мостов подключены к шинам двух источников, величины напряжений которых относятся как 1:2, причем источник с меньшим уровнем напряжения подключен к второму мосту. Выходы мостов непосредственно связаны с выходными выводами инвертора. Две разноименные шины источников связаны между собой через управляемый ключ постоянного тока. С помощью ключей мостов на интервале каждой ступени источники соединяются последовательно и к полученным трем зажимам источников подключаются выходные выводы инвертора. В результате работы инвертора на его выходе формируется трехфаэное пятиступенчатое напряжение. 3 ил.

1372551—

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода для преобразования с> постоянного напряжения в трехфазное переменное напряжение.

Цель изобретения — улучшение формы кривой выходного напряжения и уменьшение. массы и габаритов.

На фиг.l представлена принципиальная схема силовой части трехфазного инвертора; на фиг.2 — принципиальная схема системы управления; на фиг.3— диаграммы, посняющие принцип работы 15 инвертора.

Силовая часть инвертора содержит два трехфазных моста, один из которых выполнен на ключах 1-6 постоянного тока, например транзисторах, шунтиро- 20 ванных возвратными диодами, другой мост выполнен на ключах 7-12 переменного тока. Разноименные входные выводы мостов соединены через ключ 13 постоянного тока, шунтированный возвратным диодом. Входы постоянного тока первого и второго мостов соединены с выводами для подключения источников постоянного тока с напряжениями

2U и U соответственно, а выходы пере- З0 менного тока мостов непосредственно соединены с выходными выводами инвертора.

Блок управления преобразователем (фиг.2) содержит задающий генератор

l4 выход которого соединен с входом распределителя 15 импульсов. Выходы последнего связаны через логические элементы ИЛИ 16-28 и блок 29 буферных усилителей с управляющим входами 40 ключей 1 †, причем номера выходов блока 29 соответствуют номерам ключей, к которым они подключены.

На диаграммах (фиг.3) представлены формы импульсов на выходах следующих 45 элементов: 30 — задающего генератора

14; 31-48 — распределителя 15 импульсов; 49-61 — элементов ИЛИ 16-28 (импульсы управления ключами 1-13 соответственно); 62 — инвертора (выход- 60 ное фазное напряжение U<), Трехфазный инвертор работает следующим образом.

Задающий генератор 14 формирует последовательность импульсов 30, которая поступает на вход 18-канального распределителя 15 импульсов. Выходные сигналы 31-48 распределителя 15 импульсов суммируются элементами ИЛИ

16 — 28, на выходах которых формируются последовательности импульсов 49-61, которые после усиления блоком 29 поступают на управляющие входы ключей

1-13. В результате работы инвертора на фазе нагрузки, соединенной звездой, формируется напряжение 62, амплитуды ступеней которого с первой по пятую соответственно равны U/3, U, 4U/3, 5U/3, 2U, Для получения напряжения с указанными амплитудами напряжения источников питания мостов должны быть равны U и 2U. Полупериод выходного напряжения инвертора можно разделить на девять равных интервалов.

На первом интервале замыкают ключи 1,5 7 и 12 (диаграммы 49, 53, 55 и 60). При этом с помощью ключей 1 и 7 источники питания соединяются последовательно. Через замкнутые ключи I и 5 к выходным выводам А и В инвертора прикладывается напряжение

2U первого источника, через ключи 5 и 12 к выводам С и  — сумма напряжений источников, равная ЗП, к выводам С и А через ключи 12 и 1 — напряжение U второго источника, При этом фазные напряжения на нагрузке, соединенной звездой, равны:

UA„— U,A

Д

2U-U U

3 3

Ubc — UA8

3 1-2U

5U

4U т

Пс (" А 0в) т.е. формируются первая положительная, четвертая отрицательная и третья положительная ступени фазных напряжений Пд "в "с °

На втором интервале замыкают ключи 1, 3, 8 и 13. При этом через ключ

l3 источники соединяются последовательно, но другими разнополярными шинами, Через ключи 1, 8 и 3, 8 к выводам А, В и С, В соответственно прикладывается сумма напряжений источников, равная 311. Через к почи 1 и

3 выводы С и А замыкаются накоротко, в результате линейные напряжения становятся равными ÇU, -ЗП, 0 а фаэные напряжения U, 2U, U, т.е. формируются вторая положительная, пятая отрицательная и вторая положительная ступени фазных напряжений

На следующих интервалах работа ин1

1372551 вертора происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами

30-61.

Подключение любой ветви схемы с помощью управляемых ключей с двухсторонней проводимостью обеспечивает возможность прохождения тока в двух направлениях и постоянство разности потенциалов фаэ в течение каждого интервала. Это обуславливает работоспособность инвертора при любом коэффициенте мощности нагрузки с неизменной формой кривой выходного напряжения °

Предлагаемый трехфазный инвертор имеет лучшую по отношению к известному форму кривой выходного напряжения (пятиступенчатую с коэффициентом гармоник К, 11,97. вместо трехступенчатой кривой с К„= 15,27) примерно на 20Х меньшую массу и габариты за счет замены ключей переменного тока 25 одного моста на ключи постоянного тока.

Формула изо брет,.ия Трехфазный инвертор, содержащий два трехфазных моста, первый иэ которых выполнен на ключах переменного тока, входные выводы постоянного тока мостов соединены с выводами для подключения двух источников питания, а выходы переменного тока обоих мостов непосредственно соединены с выходными выводами инвертора, и блок управления, отличающийся тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного напряжения, уменьшения массы и габаритов, второй мост выполнен на управляемых ключах постоянного тока, шунтированных возвратными диодами, одни разноименные выводы для подключения источников питания соединены между собой через управляемый ключ постоянного тока, шунтированный возвратным диодом, значения напряжений источников питания относятся между собой как 1:2, а входные выводы первого моста соединены с выводами для подключения источника питания с меньшим уровнем напряжения.

1372551

3С

Г1

Л

1

47

4 су

Ю

5I

53

54

51

У

Я

tl

Составитель В.Моин

Редактор В.Петраш Техред А.Кравчук Корректор Н.Король

Заказ 496/52 Тираж 665 Подписное

ВЧИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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