Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное 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. Однофазный основной инвертор на ключах 1 - 4 нагружен на основной трансформатор 9, вторичная обмотка которого через ключи переменного тока 21 - 26 соединена с выходными выводами A, B, C преобразователя. В цепи, соединяющие отводы вторичной обмотки основного трансформатора 9 с ключами переменного тока 23 - 26, включены вторичные обмотки 17 - 20 вспомогательного трансформатора 10. Первичная обмотка вспомогательного трансформатора 10 подключена к выходу вспомогательного инвертора на управляемых ключах 5 - 8. При определенном алгоритме коммутации управляемых ключей 1 - 8 и ключей переменного тока 21 - 26 на выходе преобразователя формируется девятиступенчатое фазное напряжение с малым коэффициентом гармоник (6,3 %). 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩЕЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК.,SU, 155232Î А 2 (51)5 Н 02 Y. 7/539

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР опиодник изоБрктьни

Н ABTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (61) 944027 (21) 4482487/24-07 (22) 08,06,88 (46) 23.03.90. Бюл. ¹ II (71) Красноярский сельскохозяйст.венный институт (72) А.М.Азаров (53) 621.314,58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹- 944027, кл, Н 02 М 7/48, 1980. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ IIEPEYEHHOE

НАПРЯЖЕНИЕ .(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения— повьппение качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник. Однофазный основной инвер2 тор на ключах 1-4 нагружен на основной трансформатор 9, вторичная обмотка которого через ключи переменного тока 21-26 соединена с выходными выводами А, В, С.преобразователя.

В цепи, соединявшие отводы вторичной обмотки основного трансформатора 9 с ключами переменного тока 23-26, включены вторичные. обмотки 17-20 вспомогательного трансформатора 10. Первичная обмотка вспомогательного трансформатора 10 подключена к выходу вспомогательного инвертора на управляемых ключах 5-8. При определенном алгоритме коммутации управляемых ключей 1-8 и ключей переменного тока

21-26 на выходе преобразователя формируется девятиступенчатое фазное напряжение с малым коэффициентом гармоник (6,3X). 4 ил.

1552320

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода и является усовер5 шенствованием устройства по основному авт. св. Р 944027, Цель изобретения — повышение качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник.

На фнг. 1 представлена принципиальная схема силовой части преобразо" вателя; на фиг, 2 — принципиальная схема блока управления преобразователя; на фиг. 3 — диаграммы, поясняющие принципы формирования импульсов управления ключами преобразователя; на фиг. 4 — таблица истинности программируемого постоянного запоминающего устройства.

Преобразователь (фиг, 1) содержит основной и вспомогательный инверторы, выполненные соответственно на управляемых ключах 1-4 и 5-8. Выходы ин— верторов нагружены на первичные 25 обмотки основного 9 и вспомогательного 10 трансформаторов. Вторичные обмотки 11 — 16 основного трансформатора 9 и вторичные обмотки 17-20 вспомогательного трансформатора 10 соеди- >О иены между собой и через ключи 21-26 переменного тока с выходными выводами А, В, С преобразователя.

Блок управления (фиг. 2)преобразователем содержит задающий генератор 27, выход которого подключен к входу двоичного счетчика 28, нагруженного на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 29. Выходы 30-39 последне- 40 го соединены через триггер 40, логические элементы 2-2И-2ИЛИ 41 и 42, элементы HE 43-47 и блок 48 буферных усилителей с управляющими входами силовых ключей 1-8 и 21-26 преббразователя, причем номера выходов блока 48 соответствуют номерам ключей, к которым они подключены.

Диаграммы 49-64 на фиг. 3 представляют формы импульсов на выходах следующих элементов: 49 — задающего генератора 26; 50 и 51 — на выходе ЗО элемента 29 и выходе элемента 45 (импульсы управления ключами 1-4 ос55 .новного инвертора) 52-55 — на выходах элементов 41, 46, 42, 47 (импульсы управления ключами 5-8 вспомогательного инвертора); 56 и 57 — трансформаторов 9 и 10; 58-63 — на выходах 34-39 элемента 29 (импульсы управления ключами 21-26 преобразователя); 64 — преобразователя (форма выходного фазного напряжения U ).

Преобразователь работает следующим образом.

1г

Задающий генератор 27 формирует последовательность импульсов 49 (фиг. 3), которая поступает на вход двоичного счетчика 28 с коэффициентом пересчета, равным 18. С выхода счетчика 28 импульсы поступают на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 29, логические состояния выходов 30-39 которого в зависимости от кода адреса представлены в таблице на фиг.4.

Выходы элемента 29 нагружены на входы блока 48 буферных усилителей, причем уровень логического нуля на входе блока 48 обеспечивает закрытое состояние силового ключа преобразова-" теля, а уровень логической единицы— открытое, Полупериод выходного напряжения 64 преобразователя можно разделить на 18 равных интервалов, что соответствует 18-ти логическим состояниям элемента 29.

На первом интервале сигналы логи- ческих единиц с выходов 30, 35 и 38 усиливаются блоком 48 и отпирают силовые ключи 1 и 4 основного инвертора и ключи 22 и 25 переменного тока. С выхода 31 элемента 29 сигнал логической "1" устанавливает триггер 40 в логическое состояние "1", которое сохраняется в течение первого полупериода выходного напряжения преобразователя. Выходные сигналы триггера

40 управляют работой элементов 41 и

42, через которые проходят сигналы с выходов 32 и 33 на управляющие входы ключей 5-8 вспомогательного инвер; тора. С выхода 32 сигнал логической

"1" проходит через открытый элемент

41 усиливается блоком 48 и отпирает ключ 5 вспомогательного инвертора.

Сигналы логических "1" с выхода ЗО элемента 29 и выхода элемента 41 инвертируются элементами 45 и 46 и запирают ключи 2, 3 и 6 основного и вспомогательного инверторов. Сигналы логических "0" с инверсного вьн ода триггера 40 и выхода 33 элемента 29 запирают элемент 42, а следовательно, и силовой ключ 7. С выхода элемента

42 сигнал логического "0" инвертируется элементом 47, усиливается блоком

52320

4U-3U U

3 Э

-7П-4П 11П

3 4

1011

ПАв-Ucn

И

А

Usc 114ь

11 ж

5 с @А Пь) 5 15

48 и отпирает ключ 8. Сстальные ключи переменного тока заперты сигналами логических "0" с соответствующего выхода элемента 29. Формирование импульсов управления силовыми ключами на следующих интервалах происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 49-63 (фиг. 3) и таблицей истинности элемента 29 (фиг.4).

В результате работы инверторов на . обмотках трансформаторов 9 и 10 формируются напряжения 56 и 57 (фиг.3), а на фазе нагрузки, соединенной звездой, — девятиступенчатое напряжение 64. Амплитуды ступеней с первой по девятую последнего равны U/3; U;

5U/3; 8U/3; 3Uii 10U/3; 11U/3; 4U;

13U/3, где U — напряжение на вторичных обмотках 17-20 вспомогательного трансформатора 10. При этом напряжение на секциях 11, 14 и 13, 16 основного трансформатора 9 равно 2U на секциях 12, 15 — 3U, т.е. числа витков секций каждой вторичной полуобмотки основного трансформатора и вторичной обмотки вспомогательного трансформатора относятся между собой как

2:3:2:1.

Силовая схема преобразователя работает следующим образом.

На первом интервале замыкают ключи 1 4, 5, 8, 22 и 25 (диаграммы 50, 52, 55, 59 и 62, фиг. 3). При этом через замкнутый ключ 25 к выходным выводам А и В преобразователя прикладывается алгебраическая разность напряжений секций 14 и 15 основного инвертора 9 и обмотки 20 вспомогательного трансформатора 10, равная

4U. К выводам В и С через ключ 22 прикладывается сумма напряжений секций 14-16, равная (-7U), а к выводам

C и А через ключи 22 и 25 — алгебраическая сумма напряжений секции 16 и обмотки 20, равная 3U. При этом фаэные напряжения нагрузки, соединенной звездой, соответственно равны: т.е. формируются первая положительная, седьмая отрицательная и шестая положительная ступени фазных напряжеUAэ Пбэ Пс °

На втором интервале замыкают ключи 1, 4, 6, 8, 22 и 25, исчезает напряжение на обмотках 17-20 трансфор15 матора 10, Через ключ 25 к выводам

А и В прикладывается сумма напряжений секций 14 и 15, равная 5U; к выводам В и С через ключ 22 BHQBb приложена сумма напряжений 14-16, равная (-7U); к выводам С и А через ключи 22 и 25 — напряжение секции 16, равное 2U. фаэные напряжения становятся равными U, -4U, 3U, т.е. формируются вторая положительная, восьмая

25 отрицательная и пятая положительная ступени фазных напряжений. формула изобретения

Преобразователь постоянного наЗ0 пряжения в трехфазное переменное напряжение по авт. св . Р 944027, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник, введен вспомогательный однофазный инвертор, выход которого подключен к первичной обмотке вспомогательного трансформатора, содержа щего четыре вторичные обмотки с рав 0 ным числом витков, которые порознь включены последовательно в цепь каждого промежуточного вывода вторичной обмотки основного трансформатора, а число витков секций каждой вторичной д5 полуобмотки основного трансформатора и вторичной обмотки вспомогательного трансформатора относятся между собой как 2:3:2:1.

1552320

Яыхооиоо коо

Ры оА

32 35

35 Зб

1 0

О О а

О 1! 0

О О

0 О

1 О

1 О

1 О.Р 2

0 О

1 0

О 0

1 2 о а

0 а

0 0

0 а

О а

О О о а

0 О о 0

9 О

1 О

0 О

10 0

0 1

О а а

Л О

7 0

0 0

1г 0

1 О

1 О

1 О!

5 О

1 7

1 а а

18 О

0 D

О 0

0 О

18 2

0 !

Редактор Е.Папп

Корректор Т.Палий

Заказ 338 Тираж 494 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

IT t1

Составитель В.Yоин

Текред Л.Олийнык

Код один