Способ преобразования постоянного напряжения в квазисинусоидальное переменное

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения регулирования значения выходного напряжения. Способ преобразования постоянного напряжения в квазисинусоидальное переменное состоит в формировании L основных последовательностей знакопеременных импульсов прямоугольной формы с частотой F и паузой на угол φ/3 и L дополнительных последовательностей однополярных с регулируемой длительностью импульсов прямоугольной формы с частотой 6 F. Основные и дополнительные последовательности импульсов взаимно сдвинуты по фазе на угол φ/3. Каждая основная последовательность знакопеременных импульсов модулирована соответствующей по фазовому сдвигу дополнительной последовательностью однополярных регулируемых по длительности импульсов. В результате получены напряжения, которые суммируются в общем контуре и формируют выходное квазисинусоидальное напряжение. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 01) Ф.Ф

<5ц 4 Н 02 M ?/5395

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ !

, C ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4248443/24-07 (22) 27.05.87 (46) 15.04.89. Бюл. 11(14 (71) Московский энергетический институт (72) Г.С.Мыцык и В.В.Михеев (53) 621.314.58(088.8) (56) Патент СПА 1> 3324374, кл. Н 02 М 7/538, 1973, Авторское свидетельство СССР

В 1046876, кл. Н 02 11 7/48, 1979. (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В КВАЗИСИНУСОИДАЛЪНОЕ

ПЕРЕМЕННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в. системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения— расширение функциональных возможностей путем обеспечения регулирования значения выходного напряжения. СпоИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения регулирования значения выходного напряжения.

На фиг.l представлена структурная схема силовой части устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 — структурная блок-схема системы управления устройства; на фиг.3— временные диаграммы, поясняющие сущность способа. соб преобразования постоянного напряжения в квазисинусоидальное переменное состоит в формировании L основных последовательностей знакопеременных импульсов прямоугольной формы с частотой F и паузой на угол (/3 и

L дополнительных последовательностей однополярных с регулируемой длительностью импульсов прямоугольной формы с частотой 6F. Основные и дополнительные последовательности импульсов взаймно сдвинуты по фазе на угол и((/3. Каждая основная последовательность энакопеременных импульсов модулирована соответствующей по фазовому сдвигу дополнительной последовательностью однополярных регулируемых по длительности импульсов. В результате получены напряжения, которые суммируются в общем контуре и формируют выходное квазисинусоидальное напряжение. 3 ил.

При этом приняты следующие обознач ения:

U -U — последовательности зна1 (2(Z6 копеременных импульсов частоты F

Q, — V — дополнительные и оследовательнос однополярных с регулируемой длительностью импульсов частоты 6F

U — U — промодулированные после2(2 довательности знакопеременных импульсов;

1473052

1 fl

U, U, U — кривые выходного квази22 22 . 2 Е синусоидального напряжения при ol.»= 0,1/6, 1/3 соответственно. 5

Суть предлагаемого способа заключается в следующем.

Формируют Ь последовательностей знакопеременных импульсов прямоугольной формы с частотой F, разделенных 10 между собой паузой Ф /3 и сдвинутых относительно друг друга на интервал a/3L.Для случая L=á укаэанные последовательности знакопеременных импульсов. изобРажены на фиг.3 (UzÄ â€” Uz< ). I5

Формируют L дополнительных последовательностей p, — g< (фиг.3) однополярных импульсов прямоугольной формы с регулируемой длительностью и частотой 6F, взаимно сдвинутых на 20 интервал 1 /3L. Каждую из L последовательностей знакопеременных импульсов частоты F модулируют методом амплитудно-импульсной модуляции

2 — го рода, соответствующей по фазовому сдвигу дополнительной последовательности однополярных с регулируемой длительностью импульсов. Полученные в результате этой операции промодулированные последовательности 30 знакопеременных импульсов (У, на фиг.3) суммируют в общем контуре, формируя тем самым кривую выходного напряжения квазисинусоидальной формы

1 » (см. Uzz пРи с - =0; Uz> пРи о4 35

1/6; U при М."=1/3 на фиг.3) .

Одним из частных вариантов практической реализации предлагаемого способа может быть преобразователь, структурная схема силовой части ко- 4р торого изображена на фиг.1. Он содержит L инверторных ячеек 1.1 — 1.L, выполненных по схеме с нулевой точкой, и систему управления 2. Одни одноименные по полярности входные 45 выводы инверторных ячеек 1 объединены и подключены к одному полюсу источника питания (на фиг.1 — к отрицательному), а другие одноименные по полярности входные выводы связаны 5р через управляемые ключи 3.1-3.L c другим полюсом источника питания (на фиг.1 — с положительным). Вторичные обмотки 4,1-4.L выходных трансформаторов 5 ° 1-5.L инверторных яче- 55 ек 1 соединены последовательно, образуя контур суммирования выходных напряжений инверторных ячеек, подключенный к выходным выводам преобразователя, Система управления 2 (фиг.2) содержит задающий генератор 6 тактовых импульсов частоты 6LF, выходом подключенный к входу делителя частоты 7 с коэффициентом деления, равным и к счетным входам регистров сдвига 8 и 9. Выход делителя частоты

7 подключен к информационному входу регистра сдвига 8 и к входу делителя частоты 10 с коэффициентом деления, равным 6, выходом подключенного к информационному входу регистра сдвига 9. Каждый из регистров сдвига

8, 9 имеет по Ь выходов. Выходы регистра 9 связаны с входами логического блока 11 непосредственно, à выходы регистра 8 — через модулятор 12 ширины импульсов. Выходы логического блока 11 связаны с управляющими входами ключей 3 и ключей инверторных ячеек 1, Преобразователь работает следующим образом (для случая активной нагрузки и Ь=б).

Задающий генератор 6 вырабатывает на своем выходе прямоугольные импульсы, следующие с частотой 36F которые поступают на вход делителя частоты 7 и на счетные входы регистров сдвига

8, 9. С выхода делителя частоты 7 прямоугольные импульсы с частотой

6F и скважностью 2 поступают на вход делителя частоты 10 и на информационный вход регистра 8, на выходах которого происходит последовательный сдвиг этих импульсов на интервал времени 1/36Р (в общем случае на 1/бБР).

С выхода делителя частоты 10 импульсы с частотой F и скважностью 2 поступают на информационный вход регистра 9, на выходах которого происходит формирование последовательностей импульсов, сдвинутых друг относительно друга на интервал времени

1/36F. Совокупность последовательностей импульсов с выхода регистра 8 подают на входы модулятора 12 ширины импульсов, на выходах которого формируют 6 (в общем случае Ь) последовательностей импульсов регулируемой длительности частоты 6F имеющих тот же взаимный фазовый сдвиг на 1/36F, что и на входах, С выходов регистра

9 и модулятора 12 ширины импульсов сигналы поступают на входы логического узла, с выходов которого сигналы управления (после усиления и гальва1473052 нической развязки) поступают на управляюг1ие входы ключей 3 и ключей инверторных ячеек i, Алгоритмы управления ключами инверторных ячеек 1 таковы, что при питании последних по стоянным напряжением напряжения на вторичных обмотках 4 трансформаторов 5 имеI I ли бы форму сигналОВ Ь2 1126 на фиг.3 °

Переключение ключей 3 в соответствии с поступающими на их управляющие

ВхОды сигналами ٠— Q6 - (фиг . 3) TIpHводит к тому, что на инверторные ячейки поступает не постоянное напряжение питания, а импульсные последо- 15 вательности, „повторяющие по форме сигналы (y, -4 6. При этом напряжения на вторичных обмотках 4 трансформаторов 5 будут иметь вид, показанный на фиг.3 (U « — U2 ), т.е. происходит 20 модуляция последовательностей знаког переменных импульсов U, - U26 соответствующими по фазовому сдвигу последовательностями однополярных импульсов 4, - g<. Суммирование выход- >б ных напряжений инверторных ячеек 1 в контуре образованном из обмоток 4, обеспечивает формирование регулируемого по величине кваэисинусоидального напряжения. 30

При активно-индуктивной нагрузке, естественно, алгоритмы работы ключей

3 и ключей инверторных ячеек 1 будут отличны от описанных, так как для организации контура замыкания тока 35 нагрузки во время нулевых пауз в кривых напряжений П2, - U необходимо одновременно открывать оба ключа данной инверторной ячейки 1.i и закрывать соответствующий ей ключ 3;i. 40

Однако, это ебстоятельство не влечет за собой изменений в структуре преобразователя, описанного выше. Изменяются лишь логические функции, реализуемые в логическом блоке 11, причем совокупности сигналов, поступающих в логический блок 11, достаточно для формирования требуемых сигналов управления ключами 3 и ключами инверторных ячеек 1 при активно-индуктивной нагрузке.

Формула изобретения

Способ преобразования постоянного напряжения в квазисинусоидальное переменное путем формирования Ь основных последовательностей знакопеременных импульсов прямоугольной формы с частотой F разделенных паузой и/3, причем последовательности сдвинуты одна относительно другой по фазе на угол < /ЗЕ, и последующего суммирования последовательностей энакопеременных импульсов, о т л и— ч а,ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей путем обеспечения регулирования значения выходного напряжения, формируют L дополнительных последовательностей однополярных с ра гулируемой длительностью импульсов прямоугольной формы с частотой бР, взаимно сдвинутых по фазе на угол й/3L, каждую из основных последовательностей знакопеременных импульсов модулируют методом амплитудно-импульсной модуляции 2-го рода, соответствующей по фазовому сдвигу дополнительной последовательностью однополярных с регулируемой длительностью импульсов.

1473052

И2

I и22 22

I 24 а

Ц 26

Ь

9 22

Ь

9ф

Фу 2f +gj+r 22 И 5 С2Ю= ид 5 ин=иг Ц

tlat- use Ь

@и=и2К 5

I (> Ф „1 5

Фиг.1

Фиг. 2

Составитель В Моин

Теехред A.Кравчук Корректор М.Самборская

Редактор M.Циткина

Заказ 1724/55 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101