Преобразователь напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автономного энергоснабжения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет повышения стабильности параметров выходного напряжения при изменении его частоты в широком диапазоне. Устройство состоит из последовательно соединенных блока 1 питания, задающего генератора 2, блока 3 сдвига фазы напряжения, блока 4 суммирования и усилительного блока 5. Введение блока 4 и указанное соединение блоков обеспечивают последовательное преобразование питающего напряжения в симметричное трехфазное с постоянными значениями амплитуды и угла сдвига между фазными напряжениями в широком диапазоне изменения его частоты. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4603459/24-07 (22) 09.11.88 (46) 30.11.90. Бюл. Р 44 (72) Е.Н. Ивличев, P.À. Кузнецов, Ю.П. Сычев и А.Г. Рукавишников (53) 621 ° 314.25(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1432692, кл. H 02 M 5/14, 1988.

Авторское свидетельство СССР

Р 1352598, кл. Н 02 M 5/14, 1986. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автономного энергоснабжения. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет

„,SUÄÄ 1610563 А1 (5I)5 Н 02 M 5/14

2 повышения стабильности параметров выходного напряжения прн изменении его частоты в широком диапазоне.

Устройство состоит из последовательно соединенных блока 1 питания, задающего генератора 2, блока 3 сдвига фазы налряжения, блока 4 суммирования и усилительного блока 5. Введение блока 4 и указанное соединение блоков обеспечивают последовательное преобразование питающего напряжения в симметричное трехфазное с постоян. ными значениями амплитуды и угла сдвига между фазнымн напряжениями в широком диапазоне изменения его частоты. 2 ил.

Изобретение относится к электротехн!!ке, в частное:!!! к устройствам преобразования однофазного напряжения или напряжения постоянного тока в

5 трехфаэное, и может использоваться в системах автономного энергоснабжения, где появляется необходимость обеспечения питанием трехфазных потребителей от однофазного источника нли источника постоянного тока с регулированием частоты выходного напряжения.

Целью изобретения является расширение функциональных Воэможностей f5 путем повышения стабильности параметров выходного напряжения,при измененни его частоты в широком диапазоне„

На фиг. 1 приведена блок-схема преобразователя напряжения; на фиг.2 а,б — векторные диаграммы, поясняющие принцип получения симмметрнчного трехфазного напряжения.

Преобразователь напряжения состоит из блока f питания, подключенного 25 к входу задающего генератора 2, блока

3 сдвига фазы напряжения, соединенного с входами блока 4 суммирования.Блоки 3 и 4 включены между задающим гe" нератором 2 и усилительным блоком 5 (усилителем мощности). Блок 3 сдвига фазы напряжения состоит из двух симметричных каналов, карый из которых содержит по четыре фазосдвигающих э!!!емента 6 — 9 и 10 - 13 соответст35 ванно. Первые фазосдвигаюцие элементы

6 и 10 связаны с задающим генератором

2 через повторитель 14, согласующий входной сигнал блока 3 и выходной снгнал генератора 2. Фазосдвигающие 40 элементы 6 — 13 реализованы на базе операционных усилителей (ОУ), на входе которых стоят настраиваемые RC-цепи. Блок 4 суммирования состоит из двух суммирующих элементов 15 и 16, 45 также реализованных на базе ОУ.

Преобразователь работает следующим образом.

Преобразуемое (входное) напряжение

1 поступает в зависимости от рода тока

50 на один из .входов блока 1 питания.

Если преобразуемое напряжение однофаз" ное, то в блоке 1 оно сначала выпрямляется, сглаживается и стабилизируется, а затем поступает на вход задающего генератора 2. Если входное напря55 жение постоянное, ro оно стабилизируется и также поступает на вход генератора 2. Блок 1 обеспе кивает питание стабилизированным напряжением электронной части устройства (блоки 3 и 4), а также усилительного блока 5 (связи с упомянутыми блоками на фиг. 1 не показаны). Таким образом, питание осуществляется от сети, напряжение которой требуется преобразовать.

Задающий генератор 2, выполненный на базе двухтактной транзисторно-трансформаторной схемы, обеспечивает формирование синусоидального сигнала с минимально возможными искажениями синусоидальности кривой, который поступает на вход блока 3, В генераторе 2 предусмотрен регулирующий элемент (потенциометр), позволяющий изменять частоту синусоидального сигнала без изменения его амплитуды в широком диапазоне (от 20 Гц до 20 кГц).

Блок 3 сдвига фазы напряжения обеспечивает получение двух синусоидальо ных напряжений и сдвиг их фазы на 90 одно относительно другого. В диапазоне частот от 20 Гц до 20 кГц фазосдвигающие элементы 6 — 9 и 10 — 13 (двух каналов блока 3 соответственно) обеспечивают постоянство сдвига выходнык напряжений во всем диапазоне возможного изменения частоты входного напряжения блока 3, предварительно прошедшего через повторитель 14. Достигается это эа счет соответствующей настройки КС-цепей каждого из фазосдвигающнх элементов 6 — 13 на свою частоту, при которой в укаэанном диапазоне изменения частоты фазовый сдвиг для каждого элемента остается постоянным.

Точность сдвига выходных напряжений блока 3 во всем диапазоне изменения частоты при тщательной настройке и выборе стабильных емкостей (С) и точHbDc coIIpoTèâëåíèé (Е) элементов остао ется не хуже 2 . Компенсация сдвига выходных напряжений в пределах укао занной точности (90 — 2) при получении симметричного трехфазного напряжения достигается в блоке 4, С выхода блока 3 напряжения Ц1 и

U < поступают на вход блока 4 сдвинутыми на 90 одно относительно другоо

ro. Причем их амплитудные значения равны (U = U A! = Ug.

Рассмотрим получение трехфазного симметричного напряжения в блоке 4 суммирования.

Пусть U> = U sin Q t тогда

U = U sin (Q t 90 ) = -U cos63 t о

A m

5 (на фиг. 2а — вектор Л отстлст от вектора А на 90 ).

Блок 4, как указано вьппе, состоит из двух суммирующих элементов 15 и

16. Весовые коэффициенты (Кд, К,ф или коэффициенты передачи) подобраны так (Kg = -0 5; KA — -0,87), что на его инвертируюцем входе происходит геометрическое сложение двух упомянутых . напряжений, позволяющих получить напряжение U (вектор С, сдвинутьй относительно вектора А на 120 фиг. 2а) 16105

U = -UA-U = -U sillQt—

9 в С

-U sin(gt + 120 )= -U (singt + о п1 tn

+singt сов 120 +sin 120 cosset) = ЗО о . 0 о 0

=Ц (siagt cos 120 -cosset sin 120 )

М о

= Цп,вз.п (Я вЂ” 120 )

Таким образом, на выходе блока 4 получена симметричная система напряжений UA ° Цв ЦС °

Для получения требуемых (необходимых) коэффициентов передачи суммирующих элементов 15 и 16 блока 4 используются их подстроечные сопротивления, = KAUA + К U i = -0,5Ц „singt + 5

+0,87U совЯ t=U „(0,87совЯ t-0,5sinQt) = о о

=U (совЯ sin 120 +singt cos 120 )

Щ

=U sin (Яt+ 120) ф

Аналогично получают напряжение Ue вектор В на фиг. 2б), только в данном случае весовые коэффициенты суммирующего элемента 16 выбраны равными минус единице:

63 обеспечивающие симметрию напряжений и компенсацию неточности сдвига напряжений U и U r.

Далее полученное выходное напряжение поступает на вход усилительного блока 5, который может быть реализован различными техническими средствами и элементами, обеспечивающими передачу синусоидальных напряжений без искажений на выход блока 5.

Таким образом, обеспечивается последовательное преобразование питающего напряжения в симметричное трехфазное напряжение. Причем такие параметры выходного напряжения, как аьпшитудное значение, угол сдвига между фазными напряжениями остаются неизменными при изменении регулировании частоты в диапазоне от 20 Гц до

20 кГц.

Формула изобретения

Преобразователь напряжения, содержащий усилительный блок, выходы которого образуют выводы для подключения трехфазной нагрузки, задающий генератор, входом соединенный с источником питания, и блок сдвига фазы налряжения, входом соединенньпЪ с выходом задающего генератора, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет повьппения стабильности параметров выходного напряжения, при изменении его частоты в широком диапазоне, дополнительно введен блок суммирования, включенный между выходом блока сдвига фазы напряжения и входом усилительного блока.

1610563

Составитель Л. Устинкина

Техред М„,Дидык Корректор А. Осауленко

Редактор А. Маковская

Заказ 3743 Тираж 497 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

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