Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

SU 143624 (51)4 Н 02 И 7/537

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4264300/24-07 (22) 30.04.87 (46) 07.11.88. Бюл. Р 41 (7!) Красноярский сельскохозяйственный институт (72) A.M.Àçàðîâ (53) 621,314.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !! - 1112510, кл..Н 02 И 7/48, 1984.

Авторское свидетельство СССР

9 12,75717, кл. Н 02 М 7/537, 1986, тельного инвертора соединен с входными выводами через транзисторы 7 и 8.

Каждый конец вторичной обмотки основного трансформатора 11 подключен к каждому из выходных выводов А, В,С . через ключи переменного тока 16-21.

Отвод от средней точки вторичной обмотки основного трансформатора 11 через вторичную обмотку 15 дополнительнсго трансформатора и ключи переменного тока 22-24 соединен с выходными выводами А, В, С. Первичная обмотка трансформатора 12 имеет отвод, разделяющий ее в соотношении витков 2:3 и подключенный к входным выводам через транзисторы 7, 8, шунтированные возвратными диодами. При соотношении коэффициентов трансформации основного и дополнительного трансформаторов 8:1 выходное фазное напряжение имеет 12-ступенчатую форму с коэффициентом гармоник 5,7Z.

При этом основной трансформатор работает на любой повышенной частоте, кратной частоте выходного напряжения, что уменьшает его габариты.

4 ил. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель — улучшение формы кривой выходного напряжения.

Преобразователь содержит основной однофазный инвертор на транзисторах !-4 и дополнительный однофазный инвертор на ключах переменного тока

5, 6, 9, 10.- Отвод первичной обмотки выходного трансформатора 12 дополниH А ВТОРСНСНЧЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ з 1 поминающего устройства 30, логические состояния выходов 31-45 которого в зависимости от кода адреса за полупериод выходного напряжения преобразователя представлены в таблице на фиг.4.

Выходные сигналы элемента 30 разрешают или запрещают прохождение сигналов 52, 53 с выходов триггера

26 через комбинационные устройства

46 на входы блока 27. Причем уровень логического нуля на входе блока 27 обеспечивает закрытое состояние силового ключа, а уровень логической единицы — открытое. В результате формируются необходимые последовательности импульсов управления силовыми ключами преобразователя.

Полупериод выходного напряжения 72 преобразователя можно разделить на

24 равных интервала.

На первом интервале в соответствии с таблицей на фиг.4 с выходов

31 и 35 сигналы логических единиц поступают на два входа блока 27, обеспечивая открытое состояние ключей 5 и 9 вспомогательного инвертора в течение первого интервала.

С выходов 32-34 и 36 сигналы логических нулей запирают силовые ключи

6-8 и 10. С выходов 37 и 38 сигналы логических единиц отпирают первую схему элемента 3-ЗИ-2KIH 48 и элемента 2И 50 комбинационного устройст ва 46.1, обеспечивая прохождение пряяой последовательности импульсов

52 с выхода триггера 26 через элемент 48 и блок 27 на управляющий вход ключа 16 (диаграмма 63),„

Кроме того, выходные импульсы 63 элемента 48 инвертируются элементом

49 и через открытый элемент 50 и блок 27 поступают на управляющий вход ключа 17. Формирование импульсов управления другими ключами на данном интервале, а также всеми силовыми ключами на следующих интервалах происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами

51-71 (фиг.Ç) и таблицей истинности (фиг.4) элемента 30. В результате работы инверторов на обмотках трансформаторов 11 и 12 формируются напряжения 6 1 и 62, а на фазе нагрузки при соединении ее звездой — напряжение 72. Амплитуды ступеней с первой по двенадцатую этого напряжения равны 1

12U 13U 14U 15U 16U

3 3 3 3 3 — амплитуда первой ступени выходного линейного напряжения.

Для получения напряжения с указанными амплитудами ступеней промежуточный отвод первичной обмотки вспомогательного трансформатора 12 должен делить ее по числу витков в соотношении 2:3, а коэффициенты трансформации основного и вспомогательного тРансформаторов при подключении всей первичной обмотки последнего должны относится как 8:1.

При этом напряжения на кй цой из секций 13 и 14 основного трансформатора 11 равны 4 U, а напряжение на вторичной обмотке 15 вспомогательного трансформатора 12 при подключении всей его первичной обмотки, большей секций, меньшей секции равны соответственно U 2U ÇU. Основной инвертор и трансформатор могут работать на высокой частоте, кратной выходной. При этом кратность где U

lO

ЭО частот определяется коэффициентом деления делителя 26 частоты и числом ступеней в полупериоде выходного напряжения. Если коэффициент деления делителя 28 частоты равен, 35 например, двум, то интервал каждой ступени напряжения 72 мбжно разделить на два подинтервала, соответствующих полупериоду работы трансформатора 11.

На первом подинтервале первого интервала замыкают ключи 1, 4, 5, 9, !6, l9, 22 переменного тока (диаграммы 52, 55, 59 ° 63, 66, 69, фиг.З). При этом напряжение на каж40

45 дой из секций 13, f4 вторичной обмотки основного трансформатора 11 становится равным 4U а на вторичной обмотке 15 трансформатора 12 равным нулю. К выходным выводам А, В и С, А преобразователя прикладываются напряжения секций 14, 13 равные 40, а к выводам С,  — сумма напряжений этих секций, равная

8U. В этом случае при соединении нагрузки звездой фазные напряжения равны:

U ДВ -Uc 4П-4U

U 0

Ф 3 3

436248

2U, 4U, 6U, 8U 9U, i 0U, 11U

3 3 3 3 -3 3 3

1436248

Usr. — U àв

Б — = - -4U

У (U„+U ) - 4V, С

2 13 — -U- U =- — — U3 6 3

11 — — U

Up= т.е. формируется первая положительная, девятая отрицательная и седьмая положительная ступени фазных напряжений U, U, U соответственно. В дальнейшем работа преобразователя происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 51-71 импульсов управления ключами преобразователя.

Подключение любой .ветви схемы с помощью ключей переменного тока

На втором подинтервале первого интервала замыкают ключи 2, 3,, 5, 9, 17, 18„ 22, меняется полярность напряжений на обмотках трансформатора 11. К выходным выводам А, В и.

С, А прикладываются напряжения секций 13, 14, а к выводам В, С их сумма, поэтому величины линейных и фазных напряжений остаются прежними.

В дальнейшем йа первом интервале при любом коэффициенте деления делителя

28 частоты работа ключей переменного тока повторяется для нечетных и четных подинтервалов соответственно и формируются нулевая, восьмая отрицательная и восьмая положительная ступени фазных напряжений 0, U>, U соответственно.

На первом подинтервале второго интервала замыкают ключи 1, 4, 6, 9, 16 19, 22. Напряжение на секциях

13, 14 равно 40, а на обмотке 15 становится равным U. К выводам А,В прикладывается сумма напряжений секции 14 и обмотки 15,равная 5U, к выводам С,А — разность напряжений секции 13 и обмотки 15,равная 3U, к выводам В С вЂ” сумма напряжений секции

13, 14, равная 8U. При этом фазные напряжения становятся равными: обеспечивает возможность прохождения тока в двух направлениях и посФ тоянство разности потенциалов фаз в течение каждого интервала. Это обуславливает работоспособность преобразователя при любом коэффициенте мощности нагрузки с неизменной фор- мой кривой выходного напряжения.

В предложенном преобразователе формируется 12-ступенчатая форма выходного напряжения с коэффициентом гармоник К = 5,7% вместо шестиступенчатой кривой с К = 9,4% в известном;

5 !

О

15 формулаизобретения

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение, содержащий основной и вспомогательный однофазные мостовые инверторы, выполненные на

25 управляемых ключах и нагруженные на основной и вспомогательный трансфор-. маторы, концы вторичной обмотки первого из которых подключены через первую и вторую группы ключей переменного тока к каждому из выходных выводов преобразователя соответствен- . но, а ее средняя точка соединена с выходными выводами преобразователя через вторичную обмотку вспомогательного трансформатора и третью груп35 пу ключей переменного тока, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного напряжения, управляемые ключи вспомогательного инвертора выполнены в виде

4О ключей переменного тока, а первичная обмотка вспомогательного трансформатора имеет промежуточный отвод, который подключен через введенные управляемые ключи постоянного тока, 45 шунтированные возвратными диодами, к входным выводам преобразователя и делит указанную обмотку по числу витков в соотношении 2:3, а коэффициенты трансформации основного и вспомогательного трансформаторов относятся как 8:1.

1436248

2f

22

436248

1436248 адреса

Л 32

37 38

0 1

0 0 1

11 00

1 1 0 0

0 1

1 1, 0 1

1 1 0 0

0 0

О 1

0 1

1100

1 / О 0

О О

0 1

1 1 0 0

1 0

100

0 1

1 1 0 0

1 1 g 1

0 О

1 0

1 0

11а 1 а 0

1 1 0 1

1 0

1 1 0 1

0 1

1 0 1

0 0

1 1 0 1

22

0 0

00 10

0 1

0 01 О

Составитель В.Моин

Техред Л.Сердюкова Корректор В.Бутяга

Редактор А.Мотыль

Заказ 5657/55

Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб °, д. 4/5 предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Производственно-полиграфическое

8ыхоРмй код

ФыРпРФ

0 0