Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения - улучшение формы кривой выходного напряжения. Преобразователь содержит однофазный инвертор на силовых ключах 1-4, выход однофазного инвертора подключен к первичной обмотке трансформатора 5. Основная вторичная обмотка трансформатора 5 имеет промежуточный отвод, разделяющий ее на секции 6 и 7. Три группы ключей 10-15 и 18-20 переменного тока по три ключа в каждой подключают выводы вторичной обмотки трансформатора 5 к выходным выводам преобразователя. При этом промежуточный отвод вторичной обмотки трансформатора 5 соединен с ключами 18-20 переменного тока через две параллельные ветви, которые содержат по ключу 16 и 17 переменного тока и дополнительной вторичной обмотке 8 и 9 трансформатора. Числа витков секций 6 и 7 основной вторичной обмотки трансформатора и его дополнительных вторичных обмоток 8 и 9 относятся между собой как 3:2:1:1. Инвертор работает на повышенной промежуточной частоте, кратной выходной, и на вторичных обмотках трансформатора формируются прямоугольные напряжения, которые алгебраически суммируются в различных сочетаниях. Результирующее напряжение с помощью ключей переменного тока демодулируется в трехфазное низкочастотное, близкое по форме к синусоидальному. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК р (51)4 Н 02 M 7/5395

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ „Ь ьРъ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4324996/24-07 (22) 09.11..87 (46) 23.07.89. Бюл. ¹ 27 (71) Красноярский сельскохозяйственный институт (72) А.И.Азаров (53) 621.314.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1305817, кл. Н 02 М 7/5395, 1986.

Авторское свидетельство СССР № 1339830, кл. H 02 М 7/5395, 1986. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ КВАЗИСИНУСОИцАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и.электропривода. Цель изобретения— улучшение формы кривой выходного напряжения. Преобразователь содержит однофазный инвертор на силовых ключах 1-4. Выход однофазного инвертора подключен к первичной обмотке трансформатора 5. Основная вторичная обмотка трансформатора 5 имеет проме„„Я0„„1495964 — Д 1

2 жуточный отвод, разделяющий ее на секции 6 и 7. Три группы ключей 1О15 и 18-20 переменного тока по три ключа в каждой подключают выводы вторичной обмотки трансформатора 5 к выходным выводам преобразователя. При этом промежуточный отвод вторичной обмотки трансформатора 5 соединен с ключами 18-20 переменного тока через две параллельные ветви, которые содержат по ключу 16 и 17 переменного тока и дополнительной вторичной обмотке 8 и 9 трансформатора. Числа витков секций 6 и 7 основной вторичной обмотки трансформатора и его дополнительных вторичных обмоток 8 и 9 относятся между собой как 3:2:1:1. Е

Инвертор работает на повьппенной промежуточной частоте, кратной выходной, и на вторичных обмотках трансформатара формируются прямоугольные напряжения, которые алгебраически суммируются в различных сочетаниях. Результирующее напряжение с помощью клю- д чей переменного тока демодулируется @® в трехфазное низкочастотное, близкое по форме к синусоидальному. 4 ил.

3 1495964

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. 5

Цель изобретения — улучшение формы кривой выходного напряжения.

На фиг.1 показана принципиальная схема преобразователя; на фиг.2— принципиальная схема системы управ- 10 ления преобразователем; на фиг.3— диаграммы, поясняющие принцип формирования импульсов управления ключами преобразователя; на фиг.4 — таблица истинности программируемого пос- 15 тоянного запоминающего устройства.

Преобразователь (фиг.1) содержит однофазный инвертор, выполненный на ключах 1-4, выход которого нагружен на первичную обмотку трансформатора 20

5. Секции 6 и 7 основной вторичной обмотки трансформатора 5 подключены через дополнительные вторичные обмотки 8 и 9 и ключи 10-20, переменного тока к выходным выводам А, B С пре- 25 образователя.

Блок управления (фиг.2) преобразо,вателем содержит задающий генератор

21, выход которого соединен через триггер 22 и блок 23 буферных усили- 30 телей с управляющими цепями ключей

1-4 инвертора. Кроме того, выход задающего генератора 21 подключен к входу двоичного счетчика 24 импуль.сов, нагруженного на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 25. Выходы 26-36 последнего соединены через блок 23 с управляющими входами ключей 10-20 преобразователя, причем номера выхо- 40 дов блока 23 соответствуют номерам ключей, к которым они подключены.

Диаграммы 37-52 (фиг.3) представляют формы импульсов на выходах следующих элементов: 37 — задающего ге- 45 нератора 21 38, 39 — прямого и инверсного выходов триггера 22 (импульсы управления ключами 1-4 инвертора);

40 — трансформатора 5; 41-51 — на выходах 26-36 устройства 25 (импуль50 сы управления ключами 10-20 соответственно); 52 — преобразователя (форма выходного фазного напряжения

А)

Преобразователь работает следующим образом.

Задающий генератор 21 (фиг.2) формирует последовательность импульсов

37 (фиг.3), которая поступает на вход триггера 22 и вход двоичного счетчика 24, с коэффициентом пересчета, равным 15, Сигналы 38 и 39 прямого и инверсного выходов триггера 22 усиливаются блоком 23 буферных усилителей и поступают на управляющие цепи ключей 1-4 инвертора.

С выхода счетчика 24 импульсы поступают на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 25, логические состояния выходов 26-36 которого в зависимости от кода адреса представлены на фиг.4.

Причем уровень логического "0" на входе блока 23 обеспечивает.закрытое состояние силового ключа преобразователя, а уровень логической "1"— открытое. В результате формируются необходимые последовательности 41-51 импульсов управления силовыми ключами преобразователя.

При этом на обмотках трансформатора 5 формируется напряжение 40 (фиг.3), а на фазе нагрузки, соединенной звездой, восьмиступенчатое напряжение 52. Амплитуды ступеней с

U 5U первой по восьмую равны — —, U, 7U 8U 10U

2U

3 3 3

3U — — где амплитуда напряжения на каждой из дополнительных обмоток 8 и 9.

Напряжения на секциях 6 и 7 трансформатора 5 должны быть равны 2U и

3U, т.е. числа витков секций основной вторичной обмотки трансформатора и его дополнительных обмоток относятся между собой как 3:2:1: 1. Полупериод выходного напряжения 52 можно разделить на 15 равных интервалов.

На первом интервале в соответствии с таблицей на фиг.4 отпираются ключи 1, 2, 12, 15, 16, 18 (диаграммы 38, 43, 46, 47, 49) ° Через замкнутые ключи 18, 16, 12 к выходным выводам А, В прикладывается сумма напряжений обмотки 8 и секции 6, равная

3U. К выводам В, С. через ключи 12 и 15 прикладывается сумма напряжений секций 6 и 7, равная ("50), а к выходам С, А через ключи 15, 16 и 18разность напряжений секции 7 и обмотки 8, равная 2П. При этом фазные напряжения нагрузки, соединенной звездой, равны;

Ц дк — U cs 3U-20 U

U—

3 3 3

1495964 6

U5C U A8

5U-3U

-8U

7U

U - =-(U+U ) с д ь 3 т..е. формируется первая положительная, шестая отрицательная и пятая положительная ступени фазных напряжений Цд, U, 10

20 по ключу переменного тока и доголни25

35

На втором интервале замыкают ключи 2, 3, 13, 14, 17 и 18, меняется полярность напряжений на обмотках трансформатора 5. К выводам А, В через ключи 18, 17 и 13 прикладывается сумма напряжений обмотки 9 и секции

7, равная.4U, к выводам В, С через ключи 13 и 14 — сумма напряжений секций 6 и 7,равная (-SU), к выводам

С, А через ключи 14, 17 и 18— разность напряжений секции 6 и обмотки 9, равная U. Фазные напряжения становятся равными U -ЗБ, 2U, т.е, формируется вторая положительная, седьмая отрицательная и четвертая положительная ступени фазных напряжений. На следующих интервалах работа преобразователя происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 37-51 (фиг.3).

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

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение, содержащий однофазный инвертор, выходом подключенный к первичной обмотке трансформатора, основная вторичная обмотка которого содержит промежуточный отвод, а также три группы ключей переменного тока по три ключа в каждой, одни силовые выводы которых соединены с выходными выводами преобразователя, а другие объединены в три общие точки, две из которых подключены к концам основной вторичной обмотки трансформатора, а третья точка ключеи соединена с ее промежуточным отводом через две параллельные ветви, которые содержат тельной вторичной обмотке трансформатора, причем дополнительные обмотки включены встречно, и блок управления, содержащий задающий генератор, выход которого соединен с входами триггера и последовательно связанной цепи, состоящей из счетчика импульсов и программируемого постоянного запоминающего устройства, выходы которого также, как и выходы триггера, через блок буферных усилителей соединены с управляющими цепями силовых ключей инвертора и ключей переменного тока соответственно, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного напряжения, числа витков секций основной вторичной обмотки трансформатора, разделенных промежуточным отводом, и его дополнительных вторичных обмоток относятся между собой,.как 3:2:1: 1, а в программируемое постоянное запоминающее устройство введена программа в соответствии с таблицей истинности, приведенной на фиг.4.

1495954

1495964

Рие 4

Составитель В.Моин

Техред М.Ходанич Корректор Н.Гунько

Редактор М.Бланар

Заказ 4284/55 Тираж 646 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