Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к преобразовательной технике. Цель - повьшение качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гормоник. Преобразователь содержит основной и вспомогательный однофазные инверторы, выполненные на ключах 1-4 и 5-8, нагруженные на основной 9 и вспомогательный 10 трансформаторы. Концы вторичной обмотки основного 9 трансформатора соединены через ключи переменного тока 14-19, а ее промежуточный отвод через вторичную обмотку 13 вспомогательного 10 трансформатора и ключи переменного тока 20-22 - с выходными выводами преобразователя. Указанньй промежуточный отвод делит вторичную обмотку основного трансформатора 9 по числу витков в отно- , шении 2:3, а коэффициенты трансформации основного 9 и вспомогательного 10 трансформаторов относятся между собой как 5:1. Напряжения вторичных обмоток основного 9 и вспомогательного 10 трансформаторов алгебраически суммируются. Через ключи переменного тока 14-22 эти обмотки подключаются в определенной йоследовательности к выходным вьшодам преобразователя, где формируется трехфазное многоступенчатое напряжение, близкое по форме к синусоидальному. 4 ил. S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

S1) 4 Н 02 М 7/48, 7/5395

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4164949/24-07 (22) 19. 12. 86 (46) 15.07.88. Бюл. ¹ 26 (71) Красноярский сельскохозяйственный институт (72) А.М. Азаров (53) 621.314.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1112510, кл. Н 02 М 7/48, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 1275717, кл. Н 02 М 7/48, 1985. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике. Цель — повышение качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гормоник.

Преобразователь содержит основной и вспомогательный однофазные инверторы, выполненные на ключах 1-4 и 5-8, нагруженные на основной 9 и вспомогательный 10 трансформаторы, Концы вторичной обмотки основного 9 трансформатора соединены через ключи переменного тока 14-19, а ее промежуточный отвод через вторичную обмотку 13 вспомогательного 10 трансформатора и ключи переменного тока 20-22 - с выходными выводами преобразователя.

Указанный промежуточный отвод делит вторичную обмотку основного трансформатора 9 по числу витков в отношении 2:3, а коэффициенты трансформации основного 9 и вспомогательного

10 трансформаторов относятся между собой как 5:1. Напряжения вторичных обмоток основного 9 и вспомогательного 10 трансформаторов алгебраически суммируются. Через ключи переменного тока 14-22 эти обмотки подключаются в определенной последовательности к выходным выводам преобразователя, где формируется трехфазное многоступенчатое напряжение, близкое по форме к синусоидальному.. 4 ил.

1410243

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания электропривода для преобразования остоянного напряжения в трехфазное еременное напряжение с формой криой, близкой к синусоидальной.

Цель изобретения — повышение ка есФва выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник.

На фиг. 1.представлена принципиьная схема силовой части преобраователя; на фиг. 2 — принципиальая схема системы управления преобазователем; на фиг. 3 — диаграммы, оясняющие принцип формирования ульсов управления силовыми ключами реобразователя; на фиг. 4 — таблица стинности программируемого постоянorо зanоминающего устройства.

Преобразователь содержит основной и вспомогательный однофазные инвер торы, выполненные соответственно на ключах 1-4 и 5-8. Выходы инверторов нагружены на первичные обмотки, ос10

20 новного 9 и вспомогательного 10 трансБлок управления преобразователем содержит задающий генератор 23, выход 5 которого соединен через триггер 24 и блок 25 буферных усилителей с управляющими входами ключей 1-4 инвертора. Кроме того, выход задающего генератора 23 подключен к входу двоичного счетчика 26 импульсов, нагруженного на адресные входы программируемого постоянного запоминающего

50 устройства 27,,выполненного, например, на микросхеме 155 РЕЗ. Выходы 28-38 последнего соединены через логические элементы 39-40 НЕ и блок 25 с управляющими входами ключей 5-8 и

14-22 преобразователя. При этом но55

° ° орматоров. Секции 11, 12 вторичной обмотки основного трансформатора 9 вторичная обмотка 13 вспомогатель30 ного трансформатора 10 соединены между собой и через ключи 14-22 переменного тока с выходными выводами А, В, С преобразователя. В качестве ключей 1-8 инверторов могут быть использованы транзисторы или тиристоры с обратными диодами, а в качестве ключей 14-22 переменного тока — семисто" ры, встречно-параллельно включенные тиристоры или транзисторы с последо вательно включенными диодами, транзиаО сторы, включенные в диагонали постоянного тока диодных мостов. мера выходов блока 25 соответствуют номерам ключей, к которым они подключены, На фиг. 3 диаграммы 41-59 представляют формы импульсов на выходах .следующих элементов: 41 — задающего генератора 23, 42-43 — прямого и инверсного выходов триггера 24 (импульсы управления ключами 1-4 инвертора), 44-47 — на выходах 28-29 устройства 27 и выходах элементов 39, 40 (импульсы управления ключами 5-8 инвертора), 48-49 - трансформаторов

9, 10, 50-58 — на выходах 30-38 устройства 27 (импульсы управления ключами 14-22), 59 — преобразователя (форма выходного фазного напряжения

ПД) 4

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 23 (фиг. 2) формирует последовательность импульсов 41 (фиг. 3), которая поступает на вход триггера 24 и вход двоичного счетчика 26„ с коэффициентом пересчета равным "15". Сигналы 42, 43 прямого и инверсного выходов триггера 24 усиливаются блоком 25 буферных усилителей и поступает на управляющие входы ключей 1-4 инвертора. С выходов счетчика 26 импульсы поступают на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 27, логические состояния выходов 28-38 которого в зависимости от кода адреса представлены на фиг. 4. Причем, уровень логического нуля на входе блока 25 обеспечивает закрытое состояние силового ключа преобразователя, а уровень логической единицы — открытое. В результате формируются необходимые последовательности 43-47, 50

58 импульсов управления силовыми ключами преобразователя. Полупериод выходного напряжения: 59 преобразователя можно разделить на пятнадцать равных интервалов ° !

На первом интервале сигналом с задающего генератора 23 счетчик 26 устанавливается в исходное состояние

00000, которому ссответствует код

10001001100 на выходе устройства 27 (фиг. 4). Следовательно, кроме ключей 1, 4, управляемых сигналами с задающего генератора 23, отпираются силовые ключи 5, 16, 19, 20 с выходов 28, 32, 35, 36 сигналами логических единиц. Кроме того, с выхода

43

4. тельная ступени фазных напряжений

П4» US» ПС

На втором интервале замыкают ключи 2, 3, 5, 8, 17, 18, 20, меняется полярность напряжений на обмотках трансформатора 9. К выводам А, В через ключи 20, 17 прикладывается сумма напряжений секции 12 и обмотки 13, равная 4U к. выводам С, В через ключи 18, 17 — сумма напряжений секций 11, 12, равная 5U, к выводам С, А через ключи 18, 20 — разность напряжений секций 11 и обмотки 13, равная U. Фазные напряжения становятся равными U ÇU, 2U т.е. формируются вторая положительная, седьмая отрицательная и четвертая положительная ступени фаэных напряжений. На следующих интервалах работа преобразователя происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 41-58, фиг. 3 и таблицей истинности устройства 27 (фиг. 4).

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

Описанный преобразователь позволяет формирователь восьмиступенчатую форму кривой выходного напряжения без усложнения схемы преобразователя вместо шестиступенчатой кривой в прототипе.

14102

29 устройства 27 сигнал логического нуля инвертируется элементом 40 и отпирает силовой ключ 8.

На втором интервале с выходов 28, 33, 34, 36 сигналами логических единиц отпираются ключи 5, 17, 18, 20.

Инвертированным сигналом с выхода

29 остается, открытым ключ 8. Формирование импульсов управления на следующих интервалах происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 41-58 фиг. 3 и таблицей истинности устройства 27 (фиг. 4). В результате работы инверторов на обмотках трансформатора 9, 10 формируются напряжения 48, 49 (фиг. 3), а на фазе нагрузки, соединенной звездой восьмиступенчатое напряжение 59. Амплитуда ступеней с первой по восьмую напряжения

U 5U 7U 8U последнего равны «3»

10U

ЗБ,, где U — амплитуда на обмотке 13 вспомогательного трансформатора 10. При этом напряжение на секциях 11 12 основного трансформатора 9 соответственно равны 2U и ÇU, т.е. промежуточный отвод вторичной обмотки основного трансформатора 9 делит ее по числу витков в отношении

2:3, а коэффициенты трансформации основного и вспомогательного трансформаторов относятся между собой как 35

5: 1. Полупериод выходного напряжения

59 можно разделить на 15 равных интервалов.

На первом интервале замыкают ключи 1, 4, 5, 8, 16, 19, 20 (диаграммы 4О

42, 44, 47, 52, 55, 56). При этом через замкнутые ключи 20,„ 16 к выходным выводам А, В прикладывается сумма напряжений секции 11 и обмотки 13, равная ЗБ. К выводам В, С через ключи 45

16, 19 прикладывается сумма напряжений секций 11, 12 равная 5U, а к выводам С, А через ключи 19, 20 — разность напряжений секций 12 и обмотки

13, равная 2U. При этом фазные напря- 50 жения нагрузки, соединенной звездой соответственно равны:

Ups -Uia 3U 2U U Uac -15Аь ма — U

3 3 3 3

-5U-ЗБ -8U

3 т. е. формируются первая положительная, шестая отрицательная, пягая положиФормула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение, содержащий основной и вспомогательный однофазные инверторы, на1 руженные соответственно на основной и вспомогательный трансформаторы, концы вторичной обмотки .первого из которых подключены через ключи переменного тока к каждому из выходных выводов преобразователя, а ее промежуточный отвод соединен с указанными выводами через вторичную обмотку вспомогательного трансформатора, отличающийся тем, что, с целью повышения качества выхо5 1410243

6 диого напряжения путем уменьшения ков в отношении 2:3„ а коэффициенты к эффициента гармоник, промежуточный трансформации основного и вспомогао вод вторичной обмотки основного тельного трансформаторов относятся т ансформатора делит ее по числу вит- между собой, как 5; !.

9 б

У уф гЯ

Ю

Ю

О

Z0

Л

1410243

1410243

Вы оуЬрй у рд

Составитель В. Моин

Техред Л.Сердюкова

Решетник

Г.

Корректор

Редактор М. Товтин

Заказ 3494/56

Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ужгород, предприятие, r.

Производственно †полиграфическ

0 7 0 и а