Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение

Авторы патента:

H02M7/5395 - путем широтно-импульсной модуляции

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник. Преобразователь содержит основной и вспомогательный инверторы, выполненные соответственно на ключах 1 - 4 и 5 - 8. С выходами инверторов соединены первичные обмотки основного 9 и вспомогательного 10 трансформаторов. Вторичные обмотки 11 и 14, 13 и 16, 12 и 15 основного трансформатора 9 включены соответственно в первую, вторую и третью ветви каждой из двух фаз выходной цепи преобразователя. Коммутация ключей 1 - 8 основного и вспомогательного инверторов и ключей переменного тока 19 - 24 по определенному алгоритму, формируемому блоком управления, обеспечивает получение девятиступенчатого квазисинусоидального фазного напряжения. 3 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А2,;SU 3 5293 (51)4 Н 02 M 7/5395

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

А0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fKHT СССР

1 (61) 944026 (21) 4409223/24-07 . (22) 13 ° 04.88 (46) 15. 12.89. Бюл. Р 46 (7i) Красноярский сельскохозяйственный институт (72) А.И.Азаров (53) 621.414.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 944026, кл. Н 02 И 7/48, 1979.

I (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения вЂ” повышение качества выходного напряжения путем уменьшения коэффи2 циента гармоник. Преобразователь содержит основной и вспомогательный инверторы, выполненные соответственно на ключах 1-4 и 5-8. С выходами инверторов соединены первичные обмотки основного 9 и вспомогательного

10 трансформаторов. Вторичные обмотки 11 и 14, 13 и 16, 12 и 15 основного трансформатора 9 включены соответственно в первую, вторую и третью ветви каждой.из двух фаэ выходной цепи преобразователя. Коммутация ключей 1-8 основного и вспомогательного инверторов и ключей переменного тока 19-24 по определенному алгоритму, формируемому блоком управления, обесп чивает получение девятиступенчатого квазисинусоидального фазного напряжения. 3 ил., 1 табл.

1529389

Изобретение относится к электро.,технике и может быть использовано в ,системах вторичного электропитания и электропривода.

Цель изобретения вЂ” повышение качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник °

На фиг.1 представлена принципи.альная схема силовой части преобразователя; йа фиг.2. - то же, блока управления преобразователем; на фиг. 3вЂ” диаграммы, поясняющие принцип формирования импульсов управления силовыми ключами преобразователя. 15

Преобразователь (фиг ° 1) содержит основной и вспомогательный инверторы, выполненные соответственно на ключах 1-4 и 5-8. Выходы инвер.торов нагружены на первичные обмотки основного 9 и вспомогательного

; 10 трансформаторов. Вторичные об1 мотки 11-16 основного трансформатоIра 9 и вторичные обмотки 17, 18 вспомогательного трансформатора 10 со-. единены между собой и через ключи переменного тока 19-24 с выходными выводами А, В, С преобразователя.

;Блок управления (фиг.2) преоб30 разователя содержит задающий гене. ратор 25, выход которого подключен к входу двоичного счетчика 26, нагруженного на адресные входы про, граммируемого постоянного запоминающего устройства 27, выполненного на пример, на микросхеме 155РЕЗ. Выходы 28-37 последнего соединены че- рез триггер 38, логические элементы 39, 40, 2-2И-2ИЛИ и элементы 4143 HE и блок буферных усилителей

44 с управляющими входами силовых

40 ключей 1-8 и 19-24 преобразователя, причем номера выходов блока 44 соответствуют номерам ключей, к которым они подключены, 45

На фиг.3 диаграммы 45-60 соответствуют форме импульсов на выходах следующих элементов: 45 вЂ” задающего генератора 25 46 47 вЂ” на выходе 28

50 элемента 27 и выходе элемента 41 (импульсы управления ключами 1-4 основного инвертора); 48-51 вЂ” на выходах элементов 39, 42, 40, 43 (импульсы управления ключами 5-8 вспомогательного инвертора); 52-53 вЂ” трансфор55 маторов 9, 10; 54-59 вЂ” на выходах

32-37 элемента 27 (импульсы управления ключами 19;24 преобразователя);

60 вЂ” преобразователя (форма выходного фаэного напряжения U ). преобразователь работает следующим образом.

Задающий генератор 25 формирует последовательность импульсов 45 (фиг.3), которая поступает на вход двоичного счетчика 26 с коэффициентом пересчета, равным 18. С выхода счетчика 26 импульсы поступают на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства

27, логические состояния выходов

28-37 которого в зависимости от кода адреса представлены в таблице, Выходы элемента 27 нагружены на входы блока буферных усилителей 44, причем уровень "О" на входе блока 44 обеспечивает закрытое состояние силового ключа преобразователя, а уровень 1- вЂ” открытое ° Полупериод вы,ходного напряжения 60 преобразователя можно разделить на 18 равных интервалов, что соответствует 18-ти логическим состояниям элемента 27.

На первом интервале сигналы " 1" с выходов 28, 33, 37 усиливаются блоком 44 и отпирают силовые ключи

1, 4 основного инвертора и ключи переменного тока 20, 24. С выхода

29 элемента 27 сигнал "1" устанавливает триггер 38 в логическое состояние "1", которое сохраняется в течение первого полупериода выходного напряжения преобразователя. Выходные сигналы тоиггера 38 управляют работой элементов 39, 40, через которые проходят сигналы с выходов 30, 31 на управляющие входы ключей 5-18 вспомогательного инвертора. С выхода 30 сигнал "1" проходит через открытый элементн 39, усиливается блоком 44 и отпирает ключ 5 вспомогательного инвертора. Сигналы "1" с выхода 28 элемента 27 и выхода элемента 39 инверитруются элементами

41, 42 и запирают ключи 2, 3 и 6.

Сигналы "О" с инверсного выхода триггера 38 и выхода 31 элемента 27 запирают элемент 40, а следовательно„ и силовой ключ 7. С выхода элемента

40 сигнал "О" инвертируется элементом 43, усиливается блоком 44 и отпирает ключ 8. Остальные ключи переменного тока заперты сигналами О с coIt !1 ответствующего выхода элемента 27.

Формирование импульсов управления силовыми ключами на следующих интер1529389

Цуь-Цсд 40 вЂ” 3 U

3 3

Usg «Ups -7 U- 40

UвЂ”Ь

3 3 валах происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами

45-60 (фиг. 3) и таблицей истинности элемента 27 ° В результате работы инверторов на обмотках трасформаторов

9 ° 10 формируются напряжения 52, 53 .(фиг. 3), а на фазе нагрузки, соеди ненной звездой, вЂ” девятиступенчатое напряжение 60. Амплитуды ступеней с первой по девятую последнего равны

U 50 80 100 110

3 03 - 3 " 3 3

13 U

40,, где U вЂ” напряжение на вторичных обмотках 17, 18 вспомогательного трансформатора 10. Напряжения на вторичных обмотках 11, 14 основного трансформатора 9 первых ветвей равно

2U, а на обмотках 13, 16 вторых вет20 вей вЂ” 70, на обмотках 12, 15 третьих ветвей - 30. Дпя этого числа витков вторичных обмоток основного трансформатора первой, второй и третьей ветвей, а также число витков вторичной

25 обмотки вспомогательного трансформатора первой ветви относятся между собой,.как 2:7:3:1.

Силовая схема преобразователя работает следующим образом.

На первом интервале замыкаются ключи 1, 4, 5, 8,.20, 24 (диаграммы 46, 48, 51, 55, 59, фиг. 3). При этом через замкнутый ключ 20 к выходным выводам А, В преобразователя прикладывает- 35 ся алгебраическая сумма напряжения обмоток 11, 12 основного инвертора 9 и обмотки 17 вспомогательного трансформатора 10, равная 40. К выводам В, С через ключ 24 прикладывается напряже- 40 ние обмотки 16 равное (-70), а к вы водам С, А через ключи 24, 20 вЂ” алгебраическая сумма напряжений обмоток 16. 11, 17, 12, равная 30. При этом фазные напняжения нагрузки, сое- 45 диненной звездой, соответственно равны;

100 с " 3 т,е. формируются первая положительная, восьмая отрицательная и седьмая положительная ступени фазных напря жений Ц Ц, Ц

На втором интервале замыкают ключи 1, 4, 5, 7, 20 и 24, исчезает на- пряжение на обмотках 17, 18 трансформатора 10. Через ключ 20 к выводам А,В прикладывается сумма напряжений обмоток 11 и 12, равная 50, к выводам В, С через ключ 24 вновь приложено напряжение обмотки 16, равное (вЂ” 7U ), к выводам С, А через ключи 24, 20 вЂ” алгебраическая сумма напряжений обмоток 16, 11 и 12, равная

20. Фазные напряжения становятся равными U, -40, çU, т.е. формируются вторая положительная, девятая отрицательная и шестая положительная ступени фазных напряжений. На следующих интервалах работа преобразователя происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 45-60 (фиг. 3) и таблицей истинности элемента 27

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.

На выходе преобразователя формируется девятиступенчатая форма кривой выходного напряжения вместо трехступенчатой кривой в прототипе, т.е. снижается коэффициент гармоник.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение по авт.св. 9 944026, отличающийся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник, в каждую из двух фаз дополнительно введена третья ветвь, которая подключена параллельно ключу переменного тока первой ветви и состоит из последовательно соединенных вторичной обмотки основного трансформатора и ключа переменного тока, а числа витков вторичных обмоток основного трансформатора, включенных в первую, вторую и третью ветви, а также число витков вторичной обмотки вспомогательного трансформатора относятся между собой, как 2:7:3:1.

1529389

Выходной код

NÔ выводов

28 29 30 31 32 33

ГХ

I t

34 35

36 37

У ин- Код адреса тер вала

1 О О О О

2 О 0 О О

3 О 0 О

4 О О О 1

5 О 0 1 О б 0 О 1 О

7 О О 1 1

8 О 0 1 1

9 0 1 О О

10 О 1 О О

11 0 1 О 1

12 О 1 . О 1

13 О 1 1 О

14 О 1 . 1 0

15 0 1 1 1

1б О 1 1 1

17 1 О О О

18 1 О О О

1 1

О 1

1 О

О О

1 О

О 0

1 О

О О

1 1

О 1

1 1

О 1

1 1

О 1

1 О

О О

1 О

1 1 О

О 1 1

О 0 1

О 0

О 0 О

0 1 О

О О I

О 1 1

О 1 О

0 О 1

О О О

О 1 О

О О 1

0 1 1

0 1 О

О О .1

О О О

0 1 О

О 1

О О

0 О

О О

О 1

0 1

1 0

1 О

О О

1 О

1 0

1 1

О 1

0 О

О О

О 1

0 1

1 О

О Q

О О

1 О

О 1

1529389

Составитель В.Моин

Редактор M.Êåëåìåø Техред Л.Олийнык

Корректор О.Ципле

Заказ 7757/53 Тираж 648 Подписное .

ВНЦИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение

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

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение // 1527697

Регулируемый полумостовой инвертор // 1527696

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики

Способ формирования квазисинусоидального переменного напряжения // 1522368

@ -фазный преобразователь частоты с квазисинусоидальным выходным напряжением // 1522367

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение при построении источников вторичного электропитания и частотно-управляемых электроприводов

Преобразователь постоянного напряжения в переменное напряжение n-ступенчатой формы // 1513599

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение // 1495964

Устройство симметрирования силового трансформатора инвертора // 1495963

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в трансформаторных инверторах с синусоидальным выходным напряжением, полученным с помощью широтно-импульсной модуляции

Преобразователь постоянного напряжения в квазисинусоидальное переменное напряжение // 1476579

Способ преобразования постоянного напряжения в квазисинусоидальное переменное // 1473052

Транзисторный генератор // 2103795

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в различных технологических процессах, использующих электрические колебания повышенной частоты

Транзисторный преобразователь // 2165125

Изобретение относится к области электротехники, а именно к транзисторным преобразователям инверторного типа с регулированием широтно-импульсным методом

Мостовой инвертор // 2191464

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к системам управления реактивным индукторным электродвигателем для бытовой и автомобильной техники

Мостовой инвертор // 2202146

Многоуровневый автономный инвертор фазных напряжений // 2204880

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах регулируемого электропривода переменного тока и в системах вторичного электропитания

Мостовой инвертор и схема его управления // 2208896

Изобретение относится к схемам питания реактивными индукторными двигателями

Преобразователь постоянного напряжения в переменное // 2215362

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах питания для преобразования низкого постоянного напряжения в высокое переменное напряжение синусоидальной формы, например, в автомобильной технике

Вторичный источник питания переменного тока // 2231206

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к источникам питания устройств с знакопеременным напряжением

Транзисторный преобразователь постоянного напряжения в переменное высокой частоты с электронным устройством защиты // 2249295

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и предназначено для питания электротехнологических установок

Способ формирования широтно-импульсных сигналов управления автономного инвертора // 2326486

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано, например, в преобразователях частоты с широтно-импульсной модуляцией выходных напряжений