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. Преобразователь содержит основной однофазный инвертор на ключах 1-4, подключенный по выходу к первичной обмотке основного трансформатора 13, и первый и второй вспомогательные однофазные инверторы, ключи 5-8 и 9-12, подключенные соответственно к первичным обмоткам вспомогательных трансформаторов 14 и 15. Секции 16, 17 вторичной обмотки основного трансформатора 13 через вторичные обмотки 18 и 19 вспомогательных трансформаторов 14 и 15 и ключи переменного тока 20-28 соединены с выходными выводами А, В, С преобразователя . При определенном алгоритме коммутации ключей 1-8 и ключей переменного тока 20-28 на выходе преобразователя формируется 18-ступенчатое квазисинусоидальное фазное напряжение. Соотношение числа витков секции 16,17 вторичной обмотки основного трансформатора 13 и вторичных обмоток 18 и 19 вспомогательных трансформаторов 14 и 15 выбрано равным 8:5:3:1.3 ил., 1 табл. 20 (Л с о о о I 1г чг k.tf t

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 02 M 7/539

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Р»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4764059/07 (22) 05.12.89 (46) 07.11,91. Бюл. 1Ф 41 (71) Красноярский сельскохозяйственный и н ститут (72) А.M. Азаров (53) 621,314.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1410243, кл. Н 02 М 7/5395, 1986.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 1467722, кл. Н 02 M 7/5395, 1987. (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 — повышение качества выходного напряжения. Преобразователь содержит основной однофазный инвертор на ключах 1 — 4, подключенный по

„„SU 1690144 А1 выходу к первичной обмотке основного трансформатора 13, и первый и второй вспомогательные однофазные инверторы, ключи

5 — 8 и 9 — 12, подключенные соответственно к первичным обмоткам вспомогательных трансформаторов 14 и 15, Секции 16, 17 вторичной обмотки основного трансформатора 13 через вторичные обмотки 18 и 19 вспомогательных трансформаторов 14 и 15 и ключи переменного тока 20 — 28 соединены с выходными выводами А, В, С преобразователя. При определенном алгоритме коммутации ключей 1 — 8 и ключей переменного тока 20 — 28 на выходе преобразователя форм и руется 18-ступенчатое к вазиси нусоидальное фазное напряжение, Соотношение числа витков секций 16, 17 вторичной обмотки основного трансформатора 13 и вторичных обмоток 18 и 19 вспомогательных трансформаторов 14 и 15 выбрано равным

8:5:3:1. 3 ил., 1 табл.

1690144

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

Цель изобретения — повышение качества выходного напряжения.

На фиг, 1 показана принципиальная схема силовой части преобразователя; на фиг. 2 — принципиальная схема блока управления преобразователем; на фиг. 3 — диаграммы, поясняющие принцип работы преобразователя.

Силовая часть преобразователя содержит основной и два вспомогательных однофазных инвертора. выполненных соответственно на ключах 1 — 4, 5 — 8 и 9 — 12, Выходы инверторов подключены к первичным обмоткам основного и вспомогательных трансформаторов 13-15. Секции 16 и 17 основного трансформатора 13 и вторичные обмотки 18 и 19 вспомогательных трансформаторов 14 и 15 соединены между собой и подключены через ключи 20 — 28 переменно- го тока к выходным выводам А, В, С преобразователя, Блок управления преобразователем содержит задающий генератор 29, выход которого подключен к входу двоичного счетчика 30 импульсов с коэффициентом пересчета, равным 36, Выходы счетчика 30 нагружены на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 31. Выходу 32 — 46 последнего соединены через триггер 47, логические элементы НЕ 48 — 57, элементы 2-2И-2ИЛИ

58 — 62 и блок 63 буферных усилителей с управляющими входами силовых ключей преобразователя, причем номера выходов блока 63 соответствуют номерам ключей, к которым они подключены, На фиг. 3 диаграммы 64-87 представляют собой формы импульсов на выходах следующих элементов: 64 — задающего генератора 29; 65 — 74 — на выходах элементов 58-62, 53 — 57 (импульсы управления ключами 1 — 12 основного и вспомогательных инверторов); 75 — 77 — трансформаторов

13 — 15; 78 — 86 — на выходах 38 — 46 элемента

31 (импульсы управления ключами 20 — 28);

87 — преобразователя (форма выходного фазного напряжения), Преобразователь работает следующим образом.

Задающий генератор 29 формирует последовательность импульсов 64 (фиг. 3), которая поступает на вход двоичного счетчика

30 с коэффициентом пересчета, равным 36, С выхода счетчика 30 импульсы поступают на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 31.

45 логические состояния выходов 32 — 46 которого в зависимости от кода адреса представлены в таблице истинности. Выходы элемента 31 нагружены на входы блока 63 буферных усилителей, причем уровень логического нуля на его входе обеспечивает закрытое состояние силового ключа преобразователя, а уровень логической единицы — открытое. Полупериод выходного напряжения 87 преобразователя можно разделить на 36 равных интервалов, что соответствует 36-логическим состояниям элемента 31.

На первом интервале с выхода 32 элемента 31 сигнал логической единицы устанавливает триггер 47 в состояние "1", . которое сохраняется в течение первого полупериода выходного напряжения преобразователя, Выходные сигналы триггера 47 управляют работой элементов 58 — 62, через которые проходят сигналы с выходов 33-37 на управляющие входы ключей 1 — 4 и 5-12 основного и вспомогательных инверторов.

С выходов 33 — 35, 37 элемента 31 сигналы логических единиц проходят через открытые сигналом триггера 47 элементы 58-60, 62, усиливаются блоком 63 и отпирают ключи 1, 4, 5, 7 и 11 основного и вспомогательного инверторов. С выхода 36 сигнал логического нуля запирает элемент 61, а следовательно, и силовой ключ 9. Выходные сигналы элементов 58 — 62 инвертируются элементами 53 — 57, отпирают силовой ключ

10 и запирают ключи 2, 3, 6, 8 и 12. Сигналы логических единиц с выходов 40, 41 и 45 элемента 31 отпирают ключи 22, 23 и 27, Остальные ключи 20, 21, 24-26 и 28 переменного тока заперты сигналами логических нулей с выходов 38, 39, 42-44 и 46 элемента 31. Формирование импульсов управления силовыми ключами на следующих интервалах происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 64-86 (фиг. 3) и таблицей истинности элемента 31, B результате работы инверторов на обмотках трансформаторов 13 — 15 формируются напряжения 75 — 77 (фиг.3), а на фазе нагрузки, соединенной звездой 18, — ступенчатое напряжение 87. Для получения формы выходного напряжения, представленной на диаграмме 87, напряжения на каждой из секций 16 и 17 основного трансформатора 13 должны быть равны 8U и 5U, а напряжения на каждой из вторичных обмоток 18 и 19 вспомогательных трансформаторов 14 и 15 соответственно ÇU и U, Силовая схема преобразователя работает следующим образом, На первом интервале замыкают ключи

1, 4, 5, 7, 10, 11, 22, 23 и 27 (диаграммы 65, 1690144

67, 69, 72, 73, 80, 81 и 85). При этом напряжение на обмотке 18 вспомогательного трансформатора 14 равно нулю. Через замкнутые ключи 22 и 23 к выходным выводам

А и В преобразователя прикладывается алгебраическая сумма напряжений секции 16 основного трайсформатора 13 и обмотки 19 вспомогательного трансформатора 15, равная 7U. К выводам В и С через ключи 23 и 27 прикладывается сумма напряжений секций

16 и 17, равная — 13U, а к выводам С и А через ключи 27 и 22 — сумма напряжений секции

17 и обмотки 19, равная 6U. При этом фаэные напряжения нагрузки, соединенной звездой, равны

UAe — UcA 7U — 6U U, UA— 3 3 3

Овс — UAe — 13 U — 7 U — 20

Ue—

3 3 3 о. =-(оА+ ов) = —, в, 19 т.е. формируются первая положительная, тринадцатая отрицательная и двенадцатая положительная ступени фаэных напряжений UA, Ue, Uc.

На втором интервале вместе ключа 10 замыкают ключ 9, исчезает также напряжение на обмотке 19 второго вспомогательного трансформатора 15. Через ключи 22 и 23 к выводам А и В прикладывается напряжение секции 16, равное 8U, к выводам В и С через ключи 23 и 27 вновь прикладывается сумма напряжений секций 16 и 17, равная

-130, к выводам С и А через ключи 27 и 22 — напряжение секции 17, равное 5U. Фазные напряжения становятся равными U, -70, 6U, т.е. формируются вторая положительная, четырнадцатая отрицател ьная, одиннадцатая положительная ступени фазных напряжений UA, Ue, Uc.

На следующих интервалах работа преобразователя происходит аналогично опи5 санному в соответствии с диаграммами

64-87 (фиг. 3) и таблицей истинности элемента 31.

Подключение любой ветви схемы с помощью управляемых ключей с двухсто10 ронней проводимостью обеспечивает возможность прохождения тока s двух направлениях и постоянство разности потенциалов фаэ в течение каждого интервала. Это обуславливает работоспособность преобра15 зователя при любом коэффициенте мощности нагрузки с неизменной формой кривой выходного напряжения.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение, содержащий основной и два вспомогательных однофаэных инвертора, 25 выходы которых подключены соответственно к первичным обмоткам основного и двух вспомогательных трансформаторов, концы вторичной обмотки первого из которых подЪ ключены через ключи переменного тока к

30 каждому иэ выходных выводов преобразователя, а ее промежуточный отвод соединен с выходными выводами через последовательно соединенные вторичные обмотки вспомогательных трансформаторов и ключи

35 переменного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения, коэффициенты трансформации основного и вспомогательных трансформаторов относятся между собой как

40 13;3:1, а промежуточный отвод вторичной обмотки основного трансформатора делит ее по числу витков в отношении 8:5.

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0 (Р.

0 0

Ко8 адреса.

0 0 0 о а

0 д

0 6 0

O 0 0

00 0

0 О

1690i44

ЗюхоЯчо г

З 1оРд/

М ТЮ

010

0 g0

/ (7

Р 7

0 р о, ю!

О

1690144

1690144

Б ., j I I I I I I I f I I I I I I I I I I I I - - - -I I I -1- I LI-LI LI-L-l-"- - -IJ I I-I-I L

Ф

Б5 ......... 1 ......Г..........: 1 ..— - — Г

ББ t —râ

Я Г вЂ” - -- Г- — -—.г L

gl . r :1 г::— — ч

70 Г.:. г: С=:: у ra.. г.:.п=г:з н г:л гл — a г ли л лл :: у21 . г . п.г: .. : г — - с:: г г — г:л гл .ц rI. гч сьг- . г.—. гл .г:: и. с:л гл с г::л с:л н г- =

7ф П.Г 3 (:ЛП Г:1 . Е11":Л ГлГ::Л Г::Ч ЛП Е:Л НГ::1 Е:

Б1 Г 1

Составитель В.Моин

Техред М.Моргентал

Корректор А.Осауленко

Редактор Н,Химчук

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

Заказ 3824 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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