Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное напряжние

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода . Цель изобретения - упрощение устройства . Преобразователь содержит однофазный инвертор 1 с трансформатором 2, имеющим одинаковые вторичные обмотки 4 и 5, выводы и промежуточные отводы которых через ключи 11-18 переменного тока соединены с выходными выводами 10,19 и 20 преобразователя. Однофазный инвертор 1 работает на частоте, в 9 раз превышающей частоту выходного напряжения преобразователя. При определенном алгоритме коммутации ключей 11-18 переменного тока на выходных выводах 10, 19 и 20 преобразователя формируются пятиступенчатые фазные напряжения, близкие по форме к синусоиде. 4 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1658346 А1 ()9) (!!) (я)з Н 02 М 7/539

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

+ ll (0

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4458310/07 (22) 11,07.88 (46) 23.06.91. Бюл. М 23 (71) Московский текстильный институт им.А.Н.Косыгина (72) А.В.Чесноков и В,Б.Лебедев (53) 621.314.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 785935, кл. Н 02 М 7/48, 1980, Авторское свидетельство СССР

М 736305, кл. Н 02 M 7/515, 1979.. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ ПЕРЕМЕННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения — упрощение устройства. Преобразователь содержит однофазный инвертор 1 с трансформатором

2, имеющим одинаковые вторичные обмотки 4 и 5, выводы и промежуточные отводы которых через ключи 11-18 переменного тока соединены с выходными выводами 10, 19 и 20 преобразователя. Однофазный инвертор 1 работает на частоте, в 9 раэ превышающей частоту выходного напряжения преобразователя. При определенном алгоритме коммутации ключей 11-18 переменного тока на выходных выводах 10, 19 и 20 преобразователя формируются пятиступенчатые фаэные напряжения, близкие по форме к синусоиде. 4 ил.

1658346

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

Цель изобретения — упрощение преобразователя.

На фиг.1 показана принципиальная схема предложенного преобразователя {силовая часть); на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие принцип формирования выходного напряжения; на фиг.3— вариант схемы блока управления предложенным преобразователем; на фиг,4 — временные диаграммы, поясняющие принцип формирования сигналов управления ключами преобразователя.

Преобразователь (фиг.1) содержит однофазный инвертор 1 с включенным на выходе трансформатором 2, имеющим первичную обмотку 3 и две вторичные обмотки 4 и 5, каждая из которых имеет два промежуточных отвода 6. 7 и 8,9. Вторичные обмотки включены согласно и точкой соединения образуют первый выходной вывод преобразователя 10, Крайние выводы обмоток 4 и 5 и их промежуточные отводы 6 — 9 через полностью управляемые ключи 11 — 18 переменного тока соединены с вторым 19 и третьим 20 выходными выводами преобразователя. Так, крайний вывод обмотки 5 через ключ 11, а ее промежуточный отвод 8 через ключ 13 соединены с вторым выводом

19 преобразователя. К нему через ключ 12 подключен промежуточный отвод 7 обмотки

4 и ее крайний вывод через ключ 14. Аналогичным образом, третий выходной вывод 20 преобразователя соединен с крайним выводом обмотки 4, ее промежуточным отводом

6, а также крайним выводом обмотки 5 и ее промежуточным выводом 9 соответственно через ключи 18, 17, 15 и 16. блок управления предложенным преобразователем (фиг,3) содержит задающий генератор 21, выходом подключенный к входу триггера 22 и регистра 23 сдвига. Выходы триггера 22 QF u QF связаны с управляющими входами управляемых ключей инвертора

1 (на фиг.1 не показаны), Регистр 23 сдвига выполнен десятиканальным, например на девяти ). К-триггерах 24 — 32 с перекрестной связью (на фиг.3 показаны только триггеры

24, 25 и 31, 32), парафазные выходы 01, 01, „Îg,Qg которых подключены к входам логического узла 33 формирования управляющих сигналов М11 — М16. Его выходы М11, М12,...,М16 через усилительно-развяэывающий узел 33 связаны с управляющими входами соответствующих ключей 11 — 18. Связи между выходами 01, 01,...,09, Qg триггеров

24-32 и выходами узла формирования уп15

55 равляющих сигналов определяются следующими логическими выражениями

M11 = (ОзЛбвЛбг),(ОзАОвЮс )

М12 = (02й09)/1(02Л09 )

M13 = (0640з )У(0640з )Л(02Л09 )Ч(02л09 ) M14 = (ОзЫвЛОг )v(ОзЛОвЛОг )

M15 = (byQyQF )y(Q6AQ24QF )

М16 = (QSAQa )V(QSAQa )

M17 = (02406 )т(02Л06 )4(0ЗЛ05 )У(03405 ) М1в = (02h0640F ) к(02л06лОг ) Внутренняя структура узла формирования управляющих сигналов может быть различной. Конкретный вариант его схемотехнической реализации зависит от типа используемых микросхем. Так, например, приведенный на фиг.3 вариант построен на четырех элементах 2И вЂ” 2ИЛИ 34 — 37, четырех элементах ЗИ-2ИЛИ 38-41, двух элементах Н Е 42 и 43, двух элементах 2И44 и 45, связи между входами и выходами которых определяются приведенными выражениями, Принцип работы преобразователя поясняется временными диаграммами, приведенными на фиг.2. Здесь 0з — напряжение с выхода инвертора 1, ключи которого переключаются в соответствии с сигналом QF, ÎF и обеспечивают преобразование постоянного напряжения в переменное промежуточной частоты, Трансформатор 2 обеспечивает согласование уровней напряжения питания и нагрузки, работая при этом на частоте, в 9 раз превышающей выходную частоту преобразователя. Ключи 11-18 переклю;1ются в соответствии с управляющими сигналами U1 — U16, подключая при этом к выходным выводам 19 и 20 преобразователя ту или иную вторичную обмотку 4 и 5 трансформатора 2 или ее часть (промежуточные отводы 6-9), На нагрузке преобразователя в этом случае будет сформировано трехфазное напряжение вида U1o, 019, U2o (UA, 0в, Uc) (фиг.2), На фиг.4 представлен сигнал U21 с выхода задатчика частоты, синхрониэирующего работу схемы и определяющего выходную частоту преобразователя, Импульсы U22 с выхода триггера 22 помимо управляющих входов ключей инвертора 1 поступают на один иэ входов узла формирования управляющих сигналов. а на остальные поступают импульсы 01, 51,,Qg, Qg (U24 — U32). Фазовый сдвиг между последовательностями указанных симметричных, прямоугольных импульсов 02д-Оз2 составляет л /9. После осуществления соответствующих

1658346 логических операций над исходными последовательностями импульсов на выходах элементов 34, 36, 39-41, 44 и 45 будут получены новые последовательности управляющих импульсов (сигналов), определяемые приведенными логическими выражениями, Номер каждого элемента 34-45 соответствует индексу полученной последовательности импульсов, некоторые из которых приведены на фиг.4.

Таким образом, предложенный преобразователь позволяет сформировать трехфаэное квазисинусоидальное напряжение и обеспечить согласование номинальных уровней напряжения питания и нагрузки при помощи трансформатора, рабочая частота которого в 9 раэ превышает выходную.

При этом использовано S ключей переменного тока вместо 12 по схеме известного преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное напряжение, содержащий однофаэный инвертор на управляемых ключах с подключенным к его выходу трансформатором, имеющим две одинаковые вторичные обмотки с двумя промежуточными отводами в каждой, точка соединения обмоток между собой подключена к первому выходному выводу преобразователя, крайний вывод первой вторичной обмотки, первый промежуточный отвод второй вторичной обмотки, второй промежуточный отвод первой вторичной обмотки и крайний вывод второй вторичной обмотки через соответственно первый, второй, третий и четвертый ключи переменного тока соединены с вторым выходным выводом преобразователя, крайний вывод первой вторичной обмотки, первый промежуточный отвод первой вторичной обмотки, второй промежуточный отвод второй вторичной обмотки и крайний вывод второй вторичной обмотки соединены соответственно через пятый, шестой, седьмой и восьмой ключи переменного тока с третьим

5 выходным выводом преобразователя, и блок управления с задающим генератором, регистром, логическим узлом формирования управляющих импульсов и триггером, парафазные выходы которого QF QF соеди10 нены с цепями управления управляемых ключей однофазного инвертора, вход триггера подключен к выходу задающего генератора, а логический узел формирования управляющих импульсов выходами соеди15 нен с цепями управления ключей переменного тока, отличающийся тем, что, с целью упрощения, регистр выполнен девятиканальным, подключенным входом к выходу задающего генератора, а выходами 01, 20 01, 02, 02...09, Qg — к одним входам логического узла формирования управляющих импульсов, к другим входам которого подключены выходы QF u QF триггера,причем связи между входами и выходами логи25 ческого узла формирования управляющих импульсов выполнены на основании логических выражений

М11 = (03AQepOF) V(Оэл08ЛОг )

30 М12 = (02Л09)Ч(02Л09)

М13 = (08Л03 )Ч(08Л03 )Л(02Л09 )V(02Л09 )

М14 =(ОэлОвлОг ) (03л08л0г )

М15 = (06A02hQF )ч(06Л02ЛОг )

М16 =, (05A03 )V(05Л03 )

М17 = (02Л06 )Ф/(02Л06 )Л(03Л05 )Ч(03A05 )

М1в = (02КМ6ЛОР )v(02A06AQF )! где М11, М12,...,М1в — выходы, соединенные с цепями управления соответственно первого-восьмого ключей переменного тока.

1658346

Фиг, 3

Фмг. 4

Составитель В. Моин

Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая

Редактор В. Данко

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

Заказ 1720 Тираж 396 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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