Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель - улучшение формы выходного напряжения. Устройство содержит силовую часть, выполненную на ключах 1 - 4 и трансформаторе 5, выводы вторичной обмотки которого через ключи переменного тока 8-16 соединены с выходными выводами. На обмотках трансформатора 5 формируются последовательности импульсов напряжений различных гармоник. Подключение любой ветви схемы с помощью ключей переменного тока обеспечивает возможность прохождения тока в двух направлениях и постоянство разности потент .иалов фаз в течение каждого интервала . 3 ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„. 1422342 511 4 Н 02 И 7/5395

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3953465/24-07 (22) 11.09.85 (46) 07.09.88. Бюл. В 33 (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) А.M.Азаров, А.В.Лебедькова и А.Г.Азаров (53) 621.314.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 838963, кл. Н 02 M 7/48, 1971.

Авторское свидетельство CCCE

Р 1257791, кл. Н 02 M 7/5395, от 21.01.85. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель — улучшение формы

J выходного напряжения. Устройство содержит силовую часть, выполненную на ключах 1 — 4 и трансформаторе 5, выводы вторичной обмотки которого через ключи переменного тока 8 — 16 соединены с выходными выводами. На обмотках трансформатора 5 формируются последовательности импульсов напряжений различных гармоник. Подключение любой ветви схемы с помощью ключей переменного тока обеспечивает Я воэможность прохождения тока в двух направлениях и постоянство разности потен ;иалов фаз в течение каждого интервала. 3 ил.

1422342

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания электропри вода для преобразования постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное.

Цель изобретения — улучшение фор- . мы выходного напряжения.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема силовой части преобразователя; на фиг. 2 — то же, блока управления преобразователем; на фиг.3— диаграммы, поясняющие принцип работы преобразователя.

Силовая часть преобразователя (фиг. 1) содержит однофазный инвертор, выполненный на ключах 1 — 4.

Выход инвертора нагружен не первичную обмотку трансформатора 5. Выводы секций 6 и 7 вторичной обмотки трансформатора 5 соединены через ключи 816 переменного тока с выходными выводами А, В и С преобразователя.

Блок управления (фиг. 2) преобра- 25 зователем содержит задающий генератор 17, выход которого связан через триггер 18 и блок 19 буферных усилителей с управляющими входами силовых ключей 1 — 4 инвертора. Кроме того, выход задающего генератора 17 подключен х входу девятикального распределителя 20 импульсов, выходы которого соединены через логические элементы ИЛИ 21 — 29 и блок 19 с управляющими входами ключей 8 — 16 переменного тока. Причем каналы распределителя импульсов с номерами 6m+

+2i-5 соединены через логические элементы ИЛИ 21 — 23 и блок 19 с управляющими входами ключей 8 — 10 первои

40 группы, где m=1,2,3 — номер выходного вывода.преобразователя, с которым связан силовой вывод данного ключар

i-=1,2,3. Ключ 8 связан своим силовым выводом с первым выводом преобразова- 45 теля (фазой А),поэтому, полагая для него m=1; i=1,2,3, получают соответственно N=3, 5, 7, где N — номер канала распределителя импульсов, с которыми связан управляющий вход 50 данного ключа. Ключ 9 связан с вторым выходным выводом преобразователя (фазой В), поэтому для него ш=2, i=

1,2,3, т.е. N=9,11,13. Так как распределитель импульсов девятиканаль- 55 ный кольцевой, то N=9, 11, 13 это соответствует тому, что управляющий вход ключа 9 связан с девятым, вторым и четвертым каналами распределителя импульсов. Ключ 10 связан с третьим выходным выводом преобразователя (фазой С), поэтому для него m=3, i=1,2,3, т.е. N=15,17,19, что соответствует N=6,8,1 ° Каналы 6m+j+2 соединены через элементы 2ИЛИ 24 — 26 с управляющими входами ключей 11 — 13 второй группы, а каналы 6m + 2К-6— через элементы 4ИЛИ с управляющими входами ключей 14 — 16 третьей группы, где j=12, К=1,2,3 4. Диаграммы

30 - 52 представляют формы импульсов на выходах следующих элементов; 30— задающего генератора 17; 32 и 31 прямого и инверсного выходов триггера 18 (импульсы управления ключами

1,4 и 2,3 инвертора); 33 — трансформатора 5; 34 — 42 — распределителя 20 импульсов; 43 — 51 — элементов ИЛИ

2i — 29 (импульсы управления ключами

8 — 16; 52 — преобразователя (форма выходного фазного напряжения).

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 17 (фиг. 2) формирует последовательность импульсов (диаграмма 30, фиг. 3). которая поступает на вход триггера 18 и вход девятиканального распределителя 20 импульсов. Сигналы 31 и 32 прямого и инверсного входов триггера 18 усили" ваются блоком 19 буферных усилителей и поступают на управляющие входы силовых ключей 1, 4 и 2,3 инвертора.

Выходные сигналы 34 — 42 распределителя 20 импульсов суммируются элементами ИЛИ 21 — 29, усиливаются блоком

19 н поступают на управляющие входы ключей 8 — 16 переменного тока (диаграммы 43 — 51 соответственно). В результате работы инвертора на обмотках трансформатора 5 формируется прямоугольное напряжение (диаграмма 33), а на фазе нагрузки при соединении ее звездой — пятиступенчатое напряжение (диаграмма 52). Амплитуда ступеней с первой по пятую последнего равU 4U 5U ны — U — — 2U где U " "амплиту3 3 3 да напряжения на секции 6 трансформатора 5 ° При этом амплитуда напряжения на секции 7 равна 2U, т.е. промежуточный отвод вторичной обмотки трансформатора делит ее по числу вит" ков в отношении 1:2. Полупериод выходного напряжения преобразователя можно разделить на девять равных э 1422342

4 интервалов. На первом интервале за- печивает возможностью прохождения мыкают ключи 10, 11, 15 (диаграммы тока в двух направлениях и постоян45, 46, 50, фиг. 3). При этом через ство разности потенциалов фаз в течезамкнутые ключи 11 и 15 к выходным ние каждого интервала. Это обуславвыводам А и В прикладывается напря- ливает работоспособность преобра-о5 жение секции 7 равное 2U. К выводам вателя при любом коэффициенте мощносС, А через ключи 10 и 11 приклады- ти нагрузки с неизменной формой кривается напряжение секции 6 равное U, вой выходного напряжения. к выводам С,  — сумма напряжений секций 6 и 7 равная ÇU. При этом фаэ ные напряжения нагрузки, соединенной Ф î P м У л а н з о б p e т е н и я звездой, равны

U -U 2U-U U ц 6й И

4 3. 3 3

U -Нвв -ÇU-20 5

U Й Ц °

3 3 3

V =-(U +U ) = -U

3 т.е. формируются первая положительная, четвертая отрицательная и третья положительная ступени фаэных напряжений U+,Us, 0

На втором интервале меняется полярность напряжений на обмотках трансформатора 5, замыкают ключи 9,14,16.

К выводам А и В через ключи 14, и 9, а к выводам С и В через ключи 16 и 9 прикладывается сумма напряжений секций 6 и 7 равная ÇU. При этом выводы С и А замыкаются накоротко через ключи 16 и 14. Фазные напряжения становятся равными

3U-0 -ЗП-Зо

U — — — - -2U, 4 3 в 3 35

U =-(U-2U) =U. с

В результате формируются вторая положительная, пятая отрицательная и вторая положительная ступени фазных напряжений. На следующиХ интерва- 4р лах работа преобразователя происходит в соответствии с формой напряжения на обмотках трансформатора 5 и имйульсов управления ключами (фиг. 3) .

Подключение любой ветви схемы с 45 .помощью ключей переменного тока обесПреобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение, содержащий однофазный инвертор повышенной частоты с выходным трансформатором, каждый конец и промежуточный отвод вторичной обмотки которого соединен с каждым из выходных выводов преобразователя через ключ переменного тока, и блок управления с задающим генератором, распределителем импульсов и триггером, выходы которых через буферные усилители. соединены с управляющими цепями ключей инвертора и ключей переменного тока, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения формы выходного напряжения, отношение числа витков секций вторичной обмотки выбрано равным 1:2, выходные каналы распределителя импульсов с номерами 6m+2i-5, 6m+j+2, 6m+2K-6 соединены через логические элементы

ЗИЛИ, 2ИЛИ, 4ИЛИ и буферные усилители с управляющими входами ключей переменного тока, соединенных соответственно с крайним выводом вторичной обмотки выходного трансформатора со стороны меньшей секции, с отводом и с другим крайним выводом обмотки, где

m=1,2,З вЂ” номер выходного вывода преобразователя, с которым соединен силовой вывод данного ключа; i=1,2,3;

j=1,21 К1,2,3,4.

1422342

Ю

1Ю

az л

j5 у Уб

J7

sa

1д Л ю

Ф/

11 2

Ю

ФФ

12 ФХ

9б у

Ю

ФУ

14 Sd

51

Составитель В.Моин

Редактор Л.Зайцева Техред A.Êðàâ÷óê Корректор Н.Король

Заказ 4438/54

Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4