Трехфазный инвертор для питания нагрузки с нулевым выводом

 

О П И С А Н И Е 00 5844I6

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 22.12.75 (21) 2302198/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.12.77, Бюллетень М 46 (45) Дата опубликования описания 02.12.77 (51) М. Кл. Н 02М 7/537

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретеиий и открытий (53) УДК 621.314.572 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. С. Моин, Б. Л. Уан-Зо-ли и A. Е. Сурминский (71) Заявитель (54) ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ

С НУЛЕВЫМ ВЫВОДОМ

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в системах электропитания и электропривода транспортных средств и промышленных установок.

Известны трехфазные инверторы, преобразующие постоянное напряжение в трехфазное переменное напряжение, содержащие ключевые элементы и выходные трансформаторы (1 — 3). Такие инверторы могут быть выполнены на трех однофазных ячейках с отводом от средней точки первичной обмотки выходного трансформатора, трех однофазных мостовых или полумостовых ячейках или по мостовой схеме.

В тех случаях, когда инвертор питает группу потребителей, часть из которых является однофазными и создает существенный разбаланс токов нагрузки по фазам, для симметрирования напряжения требуется нулевой вывод нагрузки, соединенный обычно с общей точкой вторичных обмоток выходных трансформаторов. При этом фазное напряжение в схемах инверторов имеет прямоугольную форму, Для улучшения формы кривой фазного выходного напряжения применяют дополнительные трансформаторы или дроссели.

Целью изобретения является улучшение формы кривой выходного напряжения. Это достигается тем, что в предлагаемом инверторе на сердечниках фазных трансформаторов размещены дополнительные обмотки, включенные между нулевой точкой звезды вторичных обмоток фазных трансформаторов и нулевым

5 выводом цепи нагрузки.

На фиг. 1 дана схема описываемого инвертора, выполненного на трех однофазных ячейках; на фиг. 2 — то же, выполненного по мостовой схеме; на фиг. 3 и 4 — диаграммы на10 пряжений.

Инвсртор (см. фиг. 1) выполнен на трех однофазных ячейках, например, со средней точкой первичной обмотки выходного трансформатора. Каждая ячейка содержит группу уп15 равляемых вентилей 1 — 6 и выходной трансформатор 7 — 9. Вторичные обмотки W2 соединены звездой, общая точка которой соединена с нулевым выводом О нагрузки через дополнительные обмотки W выходных трансфор20 маторов, соединенные между собой согласнопоследовательно.

В трехфазном инверторе (см. фиг. 2) управляемые вентили 1 — 6 соединены по мостовой схеме, а обмотка Wv выполнена общей (охва25 тывает сердечники трех трансформаторов

7 — 9).

Инвертор работает следующим образом.

При коммутации вентилей 1 — 6 в очередности, присущей трехфазным пнверторам, на об30 мотках трансформаторов 7 — 9 формируются

584416 прямоугольные напряжения Ул, Ua u Uc (см. фиг. 3), взаимосдвинутые на 120 эл. град.

Суммарное напряжение на обмотках W> в схеме на фиг. 1 или напряжение на общей обмотке W> в схеме на фиг. 2 равно С4=U>+

+ Ув+ Uc и имеет прямоугольную форму тройной частоты.

Фазное выходное напряжение инверторов

Ки, Uao u Uco равно разности напряжений на обмотках W и У л, т. е. Улп — — U„— Uè и т. п.

Форма фазного напряжения имеет улучшенный спектральный состав — не содержит третьей и кратных трем гармоник.

Объем, занимаемый обмоткой Ку, невелик, так как она обтекается только током небаланса нагрузок инвертора.

Если преобразовательные ячейки схемы на фиг. 1 выполнены по мостовой схеме, то напряжения U>, Ув и Uc могут быть сформированы в виде прямоугольников шириной

150 эл. град. (см. фиг. 4). При этом фазное напряжение имеет трехступенчатую форму, в которой отсутствуют третья и кратные ей гармоники и существенно (в 3,73 раза) снижены

5-я и 7-я гармоники. Это позволяет дополнительно уменьшить массу и габариты выходного фильтра инвертора. Выполнение общей обмотки W (см. фиг. 2) позволяет уменьшить массу меди и количество выходных клемм трансформаторов, Особенно удобно выполнение обшей обмотки Ю л при тороидальных сердечниках трансформаторов.

Формула изобретения

1. Трехфазный инвертор для питания нагрузки с нулевым выводом, содержащий фаз5 ные трансформаторы, первичные обмотки которых включены в выходные цепи управляемых вентильных ячеек, а вторичные соединены в звезду и подключены к цепи нагрузки, отличающийся тем, что, с целью улучше10 ния формы кривой выходного напряжения, на сердечниках трансформаторов размещены дополнительные обмотки, включенные между нулевой точкой звезды и нулевым выводом цепи нагрузки.

15 2. Инвертор по п. 1, отл ичающийся тем, что дополнительные обмотки расположены на сердечнике трансформатора каждой фазы и соединены между собой согласно-последовательно.

20 3. Инвертор по п, 1, отличающийся тем, что цепь, образованная дополнительными обмотками, охватывает сердечники всех трансформаторов.

Источники информации, 25 принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3448366, кл. 321 — 5, 1969.

2, Патент США № 3767996, кл. 321 — 9А, 1973.

30 3. Моин В, С, и Лаптев Н. Н. Стабилизиро,ванные транзисторные преобразователи. М,, «Энергия», с. 154, рис. 5 — 18.

584416 ид

1 (/д

//са юг.3

Заказ 2610/10 Изд. № 971 Тираж 917

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий. 113035, Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель И, Галиева

Редактор А. Пейсоченко Техред Н. Рыбкина Корректор Е. Хмелева