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. Преобразователь содержит основной и вспомогательный однофазные инверторы, выполненные на управляемых ключах 1 - 4 и 5 - 8 соответственно. Подключенные к выходам этих инверторов основной 9 и вспомогательный 10 трансформаторы соединены вторичными обмотками по схеме открытого треугольника и подключены к выходным выводам A и C через ключи переменного тока 21 - 28. При определенном алгоритме коммутации управляемых ключей 1 - 8 и ключей переменного тока 21 - 28 на выходе преобразователя формируется 13-ступенчатое квазисинусоидальное фазное напряжение. Число витков вторичной обмотки вспомогательного трансформатора 19 (20), число витков первой секции 11 (14) вторичной обмотки основного трансформатора, включенной в первую ветвь, число витков остальных секций 12 (15), 13 (16) этой обмотки и число витков вторичной обмотки основного трансформатора 17 (18), включенной во вторую ветвь, относятся как 1 : 2 : 3 : 10. 1 з.п.ф-лы, 3 ил., 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)ю Н 02 М 7/539
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 944026 (2 1) 4736410 / 07 (22) 08.09,89 (46) 15.08.91. Бюл. В 30 (71) Красноярский сельскохозяйственный и нститут (72) А,М,Азаров (53) 621.314.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 944026, кл. Н 02 М 7/48, 1980. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО
НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и злектропривода. Цель изобретения — повышение качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник. Преобразователь содержит основной и вспомогательный однофазные инверторы, „„Я2„„1670761 А2 выполненные на управляемых ключах 1 — 4 и
5-8 соответственно, Подключенные к выходам этих инверторов основной 9 и вспомогательный 10 трансформаторы соединены вторичными обмотками по схеме открытого треугольника и подключены к выходным выводам А и С через ключи переменного тока
21-28. При определенном алгоритме коммутации управляемых ключей 1 — 8 и ключей переменного тока 21-28 на выходе преобразователя формируется 13-ступенчатое квазисинусоидальное фазное напряжение.
Число витков вторичной обмотки вспомогательного трансформатора 19(20), число витков первой секции 11(14) вторичной обмотки основного трансформатора, включенной в первую ветвь, число витков остальных секций 12(15), 13(16) этой обмотки и число витков вторичной обмотки основного трансформатора 17(18), включенной во вторую ветвь, относятся как 1:2:3:10. 1 э:п. флы, 3 ил„1 табл, 1670761
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 фиг. 1 представлена принципиальная схема силовой части преобразователя для случая, когда вторичная обмотка основного трансформатора содержит два промежуточных отвода; на фиг. 2 принципиальная схема блока управления преобразователем; на фиг. 3 — диаграммы, поясняющие принцип работы преобразователя.
Силовая часть преобразователя (фиг. 1) содержит основной и вспомогательный однофаэные инверторы, выполненные соответственно на ключах 1-4 и 5-8. Выходы инверторов нагружены на первичные обмотки основного и вспомогательного трансформаторов 9, 10. Секции 11-16, вторичные обмотки 17. 18 основного трансформатора
9, вторичные обмотки 19, 20 вспомогательного трансформатора 10 соединены через ключи переменного тока 21 — 28 в две фазы по схеме открытого треугольника, вершины которого образуют выходные выводы А, В, С преобразователя.
Блок управления преобразователем (фиг, 2) содержит задающий генератор 29, выход которого подключен ко входу двоичного счетчика импульсов 30 с коэффициентом пересчета, равным 27. Выходы счетчика
30 нагружены на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 31. Выходы 32 — 43 последнего соединены через триггер 44, логические элементы НЕ 45-50, элементы 2-2И-2ИЛИ
51-53 и блок буферных усилителей 54 с управляющими входами силовых ключей преобразователя, причем номера выходов блока 54 соответствуют номерам ключей, к которым они подключены.
На фиг. 3а показана форма импульсов на выходе задающего генератора 29; на фиг.
Зб — ж — на выходах элементов 51 — 53 и 48-50 (импульсы управления ключами 1 — 8 основного и вспомогательного инверторов); фиг, Зи, к — трансформаторов 9, 10; фиг. Зл-т— на выходах 36 — 43 элемента 31 (импульсы управления ключами 21 — 28 преобразователя); фиг. Зф- преобразователя (форма выходного фаэного напряжения UA).
Устройство работает следующим образом.
Задающий генератор 29 формирует последовательность импульсов (фиг. 3a), которая поступает на вход двоичного счетчика
30 с коэффициентом пересчета равным 27
С выхода счетчика 30 импульсы поступают на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 31, логические состояния выходов 32-43 которого в зависимости от кода адреса представлены в таблице. Выходы элемента 31 нагружены на входы блока буферных усилителей 54, причем уровень логического нуля на его входе обеспечивает закрытое состояние силового ключа преобразователя, а уровень логической единицы — открытое, Полупериод выходного напряжения (фиг.
Зф) преобразователя можно разделить на 27 равных интервалов, что соответствует 27 логическим состояниям элемента 31.
На первом интервале сигнал логической единицы с выхода 32 элемента 31 устанавливает триггер 44 в логическое состояние
"1", которое сохраняется в течение первого полупериода выходного напряжения преобразователя. Выходные сигналы триггера 44 управляют работой элементов 51-53, через которые проходят сигналы с выходов 33 — 35 на управляющие входы ключей 1 — 4 и 5 — 8 основного и вспомогательного инверторов.
С выходов 33-35 элемента 31 сигналы логических единиц проходят через открытые триггером 44 элементы 51-53, усиливаются блоком 54 и отпирают ключи 1, 4, 5, 7 основного и вспомогательного инверторов. Сигналы логических единиц с выходов элементов 51 — 53 инвертируются элементами 48-50 и запирают ключи 2, 3, 6, 8 инверторов. С выходов 37, 43 элемента 31 сигналы логических единиц усиливаются блоком 54 и отпирают ключи 22, 28. Остальные ключи
21, 23-27 переменного тока заперты сигналами логических нулей с выходов 36, 38-42 элемента 31. Формирование импульсов управления силовыми ключами на следующих интервалах происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами фиг. 3 и таблицей истинности элемента 31. В результате работы инверторов на обмотках трансформаторов 9, 10 формируются напряжения (фиг. Зи, к), а на фазе нагрузки, соединенной звездой, — 13-ступенчатое напряжение (фиг.
Зф), близкое по форме к синусоидальному.
Для получения формы напряжения, представленной на фиг. Зф, напряжение на секциях 11, 14 основного трансформатора 9 должно быть равно 2U, на секциях 12, 13, 15, 16 — ÇU, на обмотках 17, 18 — 10U, а на вторичных обмотках 19,20 вспомогательного трансформатора 10 равно U. В общем случае каждая вторичная обмотка основного трансформатора 9 может содержать N про. жуточных отводов, а числа витков вторичной обмотки вспомогательного транс1670761 форматора и числа витков первой и последующих секций каждой вторичной обмотки основного трансформатора относятся между собой как 1.2:3.
Силовая часть схемы преобразователя 5 работает следующим образом, На первом интервале замыкают ключи
1, 4, 5, 7, 22, 28 (фиг, Зб, г, е, м. т), При этом напряжение на вторичных обмотках вспомогательного трансформатора равно нулю 10 и через замкнутый ключ 22 к выходным выводам А, В преобразователя прикладывается сумма напряжений секций 11, 12 основного трансформатора 9, равная 5U. К выводам В, С через ключ 28 прикладывается 15 напряжение обмотки 18 равное -100, а к выводам С, А через ключи 28, 22 алгебраическая сумма напряжений обмотки 18 и секции 11, 12 равная 50. При этом фаэные напряжения нагрузки, соединенной эвез- 20 дой,соответственно равны
Uc - — (0д + 0в) = 50, 30 т.е. формируется нулевая, девятая отрицательная и девятая положительная ступени фазных напряжений 0д, Ов, Uc.
На втором интервале вместо ключа 7 эамикают ключ 8 и появляется напряжение 35 на обмотках 19, 20 вспомогательного трансформатора 10. Через ключ 22 к выводам А, В прикладывается сумма напряжений секций 11, 12 и обмотки 19, равная 60. к выводам В, С через ключ 28 вновь 40 прикладывается напряжение обмотки 18 равное — 10U, к выводам С, А через ключи 28, 22 алгебраическая сумма напряжений обмоток 18, 19 и секций 11, 12 равная 40. Фазные напряжения становятся равными 45
2 16 140 — U, — — -U, и формируются первая
3 3 3 положительная, десятая отрицательная и восьмая положительная ступени фазных напряжений, На следующих ин,ервалах работа преобразователя происходит аналогично описанному в соответствии с фиг. 3 и таблицей истинности элемента 31, Подключение любой ветви схемы с помощью управляемых ключей с двусторонней проводимостью обе".ïå÷èâàåò возможность прохождения тока в двух направлениях и постоянство разности потенциалов фаз в течение каждого ингервала, Это обуславливает работоспособность преобразователя при любом оэффициенге мощности нагрузки с неизменной форл1ой кривой выходного напряжения.
Формула изобретения
1. Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение по авт. св. М 944026, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник, BTQ ричная обмотка основного трансформатора включенная в первую ветвь каждой из двух фаэ преобразователя, выполнена с N промежуточными отводами, каждый из которых через введенный ключ переменного тока соединен с выходным выводом данной фазы преобразователя, 2. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что число витков вторичной обмотки вспомогательного трансформатора, число витков первой секции вторичной обл отки основного трансформатора, включенной в первую ветвь каждой фазы, число витков всех остальных N секций этой обмотки и число витков вторичной обмотки основного трансформатора, включенной во вторую ветвь каждой фазы, относятся л1ежду собой как 1:2:3:(4+3N).
1670763
pg Р Ю;Ю Р Р ) р б У С Ю (р, /,r ) „д Ф ФФ / pe Р ф / Р д ./ 11Я 1670761 7.3 Ю 7f 7Z Л Яф 7б 77 Яу 4 2 л и и /7 Р с 4 т Составитель В.Моин Редактор Н. Каменская Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая Заказ 2756 Тираж 376 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
