Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник. На выходе однофазного инвертора, выполненного на силовых ключах 1 - 4, включен трансформатор 5. Секции 6 - 8 вторичной обмотки через ключи переменного тока 9 - 19 соединены с выходными выводами преобразователя. Силовые ключи 1 - 4 коммутируются на частоте, в 15 раз превышающей частоту выходного напряжения преобразователя. Посредством коммутации по определяемому алгоритму ключей переменного тока 9 - 19 на выходе преобразователя формируется восьмиступенчатое фазное напряжение, аппроксимирующее синусоиду. Соотношение чисел витков секций 6 - 8 вторичной обмотки трансформатора 5 выбрано равным 1:2:2. 3 ил., 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (11) А1
@1) 4 Н 02 М 7/5395
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОМИТЕТ
IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4403666/24-07 J (22) 06.04.88 (46) 15, 12.89. Бюл. Р 46 (71) Красноярский сельскохозяйственный институт (72) А.N.Àçàðîâ
{53) 621.314.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 838963, кл. Н 02 М 7/48, 1980.
Авторское свидетельство СССР
1(} 1305817, кл. Н 02 М 7/5395, 1986. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ КВАЗИСИНУСОИДАПЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения— повышение качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник. На выходе однофазного инвертора, выполненного на силовых ключах 1-4, включен трансформатор 5. Секции 6-8 вторичной обмотки через ключи переменного тока 9-19 соединены с выходными выводами преобразователя. Силовые ключи 1-4 коммутируются на частоте, в 15 раз превышающей частоту выходного напряжения преобразователя. Посредством коммутации по определяемому алгоритму ключей переменного тока 9-19 на выходе преобразователя формируется восьмиступенчатое фазное напряжение, аппроксимирующее синусоиду. Соотношение чисел витков секций 6-8 вторичной обмотки трансформатора 5..выбрано равным 1:2:2 °
3 ил., 1 табл. ,У
1529388
Изобретение относится к электро технике и может быть использовано системах вторичного электропита ния и электропривода.
Цель изобретения — повышение качества выходного напряжения путем умень ения коэффициента гармоник.
На фиг. 1 представлена принципиьная схема силовой части преобраователя; на фиг. 2 †принципиальая схема его системы управления; на фиг. 3 — диаграммы, поясняющие ринцип работы преобразователя.
Преобразователь (фиг. 1) содерит однофазный инвертор, выполненный на ключах 1-4, выход которого нагруен на первичную обмотку трансформатора 5. Секции 6, 7, 8 вторичной обмотки трансформатора 5 подключены че- 20 рез ключи 9-19 переменного тока к выходным выводам А, В, С преобразователя.
Блок управления (фиг. 2) преобразователем содержит задающий генера- 25 тор 20, выход которого соединен через триггер 21 и блок буферных усилителей 22 с управляющими входами ключей 1-4 инвертора. Кроме того, выход задающего генератора 20 подключен к входу двоичного счетчика 23 импульсов,, нагруженного на ад,ресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 24.
Выходы 25-35 последнего соединены через блок 22 с управляющими входа35 ми ключей 9-19 преобразователя, причем номера выходов блока 22 соответ ствуют номерам ключей, к которым они подключены.
На фиг ° 3 диаграммы 36-51 представ,ляют формы импульсов на выходах следующих элементов: 36 — задающего.ге,нератора 20; 37, 38 — прямого и инверсного выходов триггера 21 (импульсы
45 управления ключами 3„ 4 и 1, 2 инвер тора): 39 — трансформатора 5; 40-50— на выходах 25-35 устройства 24 (импульсы управления ключами 9-19);
51 — преобразователя (форма выходного фазного напряжения П„).
Устройство работает следующим образом.
Задающий генератор 20 (фиг. 2) формирует последовательность импульсов 36 (фиг. 3), которая поступает на 55 вход триггера 21 и вход двоичного счетчика 23, с коэффициентом пересчета, ! равным 15. Сигналы 37, 38 прямого и
0а UcA 3U-2U
П й.
3 3 3
-5П -ЗП
7U
U) = —— в
0вс 4ь
IP
3 с (ПА+ т. е. формируются первая положительная, шестая отрицательная и пятая положительная стугени фазных напряжений Пд,. U»
На втором интервале замыкают ключи 1, 2, 12, 13, 15, 17, меняется инверсного выходов триггера 21 усиливаются блоком 22 буферных усилителей и поступают на управляющие входы ключей 1-4 инвертора. С выхода счет чика 23 импульсы поступают на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 24, логические состояния выходов 25-35 которого в зависимости от кода адреса представлены в таблице. Причем уровень. "0" на входе блока 23 обеспечивает закрытое состояние силового ключа преобразователя, а уровень "1"открытое ° В результате формируются необходимые последовательности 40-50 импульсов управления силовыми ключами пеобразователя, При этом на обмотках трансформатора 5 формируется напряжение 39 (фиг. 3), а на фазе нагрузки, соединенной звездой, восьмиступенчатое напряжение 51. Амплитуды ступеней равны U/3, U, 5U/3, 2U, 7U/3, 8 U/3, 3 U, 10 U/3, где U — амплитуда напряжения на секции 6. Напряжения на секциях 7, 8 трансформатора 5 должны быть равны 2 U; т. е. числа витков секций 6-8 вторичной обмотки трансформатора 5 относятся между собой, как 1:2:2. Полупериод выходного напряжения 51 можно разделить на 15 равных интервалов.
На первом интервале в соответствии с таблицей истинности отпирают ключи
3, 4, 11, 1.4, 16, 17 (диаграммы 37, 42, 45, 47, 48). Через замкнутые ключи 11, 16, 17 к выходным выводам
A, B прикладывается сумма напряжений секций 6., 7,. равная 3 U. К выводам
В, С через ключи 11, 14 прикладывается сумма напряжений секций 6, 7, 8, равная - 50, а к выводам С, А через ключи 14, 16, 17 — напряжение секции 8, равное 2U.При этом фазные напряжения нагрузки, соединенной звездой равны:
5 1 полярность напряжений на обмотках трансформатора 5. К выводам А, В через ключи 12, 15, 17 прикладывается сумма напряжений секций 7 и 8, равная 40, к выводам В, С через ключи
12, 13 — сумма напряжений секций 6, 7, 8, равная — 5U, к выводам С, А через ключи 13, 15, 17 — напряжение секций 6, равное U. Фазные напряже- ния становятся равными U -ЗБ, 20, т.е ° формируются вторая положительная, седьмая отрицательная и четвертая положительная ступени фазных напряжений. На следующих интервалах работа преобразователя происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 36-50 (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 при любом коэффициенте мощности нагрузки с неизменной формой кривой выходного напряжения.
529388 6
Формула изобретения
Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусои5 дальное напряжение, содержащий однофазный инвертор, выходом подключенный к первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого содержит два промежуточных отвода, соединенных через первые два ключа переменного тока в общую точку, крайние выводы вторичной обмотки трансформатора и указанная общая точка первых ключей переменного тока сое-. динены через три группы вторых ключей переменного тока, по три ключа в каждой, с выходными выводами преобразователя, и блок управления ключами переменного тока, о т л и ч а ю щ и й20 с я тем, что с целью повышения качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник, промежуточные отводы вторичной обмотки трансформатора делят ее по числу
25 витков в отношении 1:2:2, а блок уп-, равления выполнен обеспечивающим формирование сигналов управления ключами переменного тока в соответствии с таблицей истинности.
Выходнои код
РР выводов
1111 )1 I
Код адреса интер
25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
0 1 О О
О О 1 1
1 1 О О
О 0 1 О
1 1 О О
О О 1 О
1 1 О О
О О 1 О
1 О О 1
О О О О
1 О О 1
О О О О
1 0 1 1
О 1 О О
О О 1 1
1 О 0 О О О
2 О О О 1 О
3 О О 1 О О
4 О О 1 1 1
5 О 1 О О О
6 О 1 О 1 1
7 О 1 1 О О
8 О 1 1 1 1
9 1 О О О О
10 1 0 О 1 1
11 1 О 1 О О
12 1 О 1 1 1
13 1 1 0 0 О
14 1 1 О 1 О
15 1 1 1 О О
1 О 1 1 О 0
О 1 О 1 О О
1 0 О О О О
О 1 О О О 1
О 0 1 О О 1
О О О О 1
О 1 О О О 1
1 0 О О О О
О 1 О О 1 О
1 О 1 О 1 О
О 0 1 О 1 О
1 1 О О 1 О
О О О О О 0
1 1 О 1 О 0
О О 1 1 О О
1529388
