Преобразователь -фазного напряжения в однофазное

 

О П

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИСАНИНА

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополните/дьное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.12.78 (21) 2703428/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл,3

Н 02 М 5/27

Государственный комитет

СССР.

Опубликовано 23.11.80. Бюллетень ¹43 (53) УДК 621.314..27 (088.8) ао делам изооретений и открытий

Дата опубликования описания 28.11.80

В. И. Сенько, В. М. Скобченко, 1О. П. Большов и Н. П. Макаренко (72) Авторы изобретения

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ m-ФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ОДНОФАЗНОЕ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания радиоэлектронной аппаратуры и автономных системах электроснабжения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь m-фазного напряжения в однофазное, выполненный в виде амплитудно-импульсных модуляторов, нагруженных на трансформаторы, последовательно соединенные выходные обмотки которых подключены к демодулятору. Он содержит N амплитудноимпульсных модуляторов, выполненных по схеме однофазного инвертора в виде двух стоек полностью управляемых ключей с двухсторонней проводимостью и нагруженных на трансформаторы, выходные обмотки которых соединены последовательно и подключены ко входу демодулятора, выход которого образует общий выход преобразователя, а также блок управления, состоящий из последовательно связанных между собой задающего генератора, делителя частоты

2N-канального распределителя импульсов, собранного по пересчетной схеме, и 2N-канального модулятора, выходы каждого из ь,Н

Г

782085 каналов которого через основные и дополнительные оконечные усилители мощности соединены соответственно с управляющими входами ключей первых и вторых стоек амплитудно-импульсных модуляторов, причем триггер, подсоединенный входом к генератору напряжения несущей частоты, выходом подключен к общему входу 2N-канального модулятора и к вспомогательному оконечному усилителю мощности, соединенному с управляющими входами ключей демодуто лятора, который выполнен по схеме однофазного инвертора на ключах с двухсторонней проводимостью. Источник m-фазного напряжения при этом подключают к амплитудноимпульсным модуляторам. Принцип работы этого устройства основан на пофазной амплитудно-импульсной модуляции входного m-фазного переменного напряжения в соответствии с N-фазным переменным напряжением, формируемым 2N-канальным модулятором из выходных напряжений 2Nканального распределителя импульсов и Выходного напряжения триггера. Промодулированные напряжения за счет последовательного соединения выходных обмоток трансформаторов алгебраически су ммируют и

782085 демодулируют демодулятором. На выходе демодулятора формируется выходное квазисинусоидальное напряжение (1).

Недостатком такого преобразователя является сравнительно высокий коэффициент гармоник выходного тока. Так, например при N=Ç, входной частоте 50 Гц и при частоте основной гармоники выходного напряжения 50 Гц, а также при активноиндуктивной нагрузке с параметрами R„=10 Ом, LH — — 3,5 мГн коэффициент гармоник тока равен 17%.

Цель изобретения — улучшение гармонического состава выходного тока преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе m-фазного напряжения в однофазное блок управления снабжен 2Мканальной схемой сравнения, 2N входов которой связаны через 2N введенных интеграторов с выходами упомянутого 2Х-каналь ного распределителя импульсов, а общий ее вход через также введенный управляемый генератор пилообразного напряжения соединен с выходом генератора напряжения несущей частоты, причем выходы 2N-канальной схемы сравнения подключены ко входам 2М-канального модулятора.

На фиг. 1, фиг. 2 и 3, соответственно, представлены структурная схема и диаграммы, поясняющие принцип работы описываемого преобразователя; на фиг. 4 — пример реализации одного из каналов 21х1-канального модулятора; на фиг. 5 — диаграммы, поясняющие принцип работы одного из каналов 2М-канального модулятора; на фиг. б и 7 — примеры конкретной реализации полностью управл>пемого ключа с двухсторонней проводимостью.

Преобразователь m-фазного напряжения в одYîôàçíoå (фиг. 1) содержит N амплитудно-импульсных модуляторов 1, выполненных по схеме однофазного инвертора в виде двух стоек 2 и 3, полностью управляемых ключей 4 с двухсторонней проводимостью и нагруженных на трансформаторы 5, выходные обмотки которых соединены последовательно и подключены ко входу демодулятора 6, выход которого в точка.х 7 и 8 образует общий выход преобразователя, а также блок управления 9, состоящий из последовательно св>пзанных между собой задающего генератора 10, делителя частоты 11, 2N-канального распределителя импупьсов !2, собранного по пересчетной схеме, 2N интеграторов 13, 2N-канальной схемы сравнения 14, общий вход 15 которой связан через управляемый генератор пилообразного напряжения 16 с выходом генератора напряжения несущей частоты 17 и

2М-канального модулятора 18, выходы каждого из каналов которого через основные 19 и дополнительные 20 оконечные усилители мощности связаны соответственно с первыми 2 и вторыми 3 стойками кл|очей 4 о

$5

36

4О амплитудно-импульсных модуляторов 1, причем триггер 21, подсоединенный входом к генератору напряжения несущей частоты 17, выходом подключен к общему входу 22 2Nканального модулятора 18 и к вспомогательному оконечному усилителю мощности

23, соединенному с управляющими входами ключей демодулятора б. Источник m-фазного напряжения 24 подсоединен к амплитудно-импульсным модуляторам 1.

Принцип работы предложенного преобразователя m-фазного напряжения в однофазное заключается в том, что входное m-фазное переменное напряжение, Л, В и С (фиг. 2 для гп=М=З) пофазно амплитудно-импульсно модулируют N-фазным напряжением 25-—

27. Промодулированные напряжения 28 ——

30 (выделено жирной линиеи) за счет последовательного соединения выходных обмоток трансформаторов 5 алгебраически суммируют и демодулируют демодулятором 6.

Амплитудно-импульсная модуляция каждой из фаз входного m-фазного переменного напряжения в соответствии с напряжением вида 31 (фиг. 3) достигается сравнением двух каналов 2N-канальной схемы сравнения 14 напряжсния 32, поступающего на ее общий вход 15 с выхода управляемого генератора пилообразного напряжения 16, с напряжением 33 и 34. Формируемыми двумя интеграторами 13 из выходных напряжений 35 и

36 2IN-канального распределителя импульсов 12, приводит к формированию на выходах указанных двух каналов 2N-канальной схемы сравнения 14 напряжения 37, 38. Напряжения 37, 38 двумя из каналов

2N-канального модулятора 18 модулируют напряжением 39, поступающим на его общий вход 22 с триггера 21. Промодулированные напряжения 39, 40 с выходов 2N-канального модулятора 18 в виде сигналов управления поступают через один из основных оконечных усилителей мощности 19 и один из дополнительных оконечных усилителей мощности 20 на управляющие входы ключей 4 соответственно первой 2 и второй

3 стоек одного из амплитудно-импульсных модх>ляторов !.

B качестве генератора напряжения несущей частоты может использоваться один из выходов делителя частоты 11.

На фиг. 4 представлен пример реализации одного из каналов 2N-канального модулятора на логических элементах И вЂ” НЕ, Точкам 41 — 45 соответствуют временные диаграммы 46 — 50 (см. фиг, 5), поясняющие принцип работы одного из каналов

2N-канального модулятора.

На фиг. 6 и 7 представлены примеры реализации полностью управляемого ключа с двухсторонней проводимостью. Точками 51, 52 и 53, 54 ключи подключают в силовые цепи амплитудно-импульсных модуляторов.

Точки 55 и 56 — управляющие входы ключей, к которым подключают выходные об782085

Фор,аула изобретения

1$ фиг. 1

5 мотки 57 и 58 оконечных усилителей мощности.

Выполнение прсобразователя m-фазного напряжения в однофазное по предложенной схеме при прочих равных условиях, частоте основной гармоники выходного напряжения равной 50 Гц, нагрузке с параметрами

RN —— 10 Ом, 1, = 3,5 мГн, частоте генератора напряжения несущей частоты равной

16 кГц и модуляции по трапецеидальному закону — позволило получить коэффициент гармоник выходного тока 3,5%, что значи- р тельно меньше, чем в прототипе.

Преобразователь m-фаз ного напряжения в однофазное, содержащий N амплитудно-импульсных модуляторов, выполненных по схеме однофазного инвертора в виде двух стоек полностью управляемых ключей с двухсторонней проводимостью и нагруженных на трансформаторы, выходные обмотки которых соединены последовательно и подключены ко входу демодулятора, выход которого образуют общий выход преобразователя, а также блок управления, состояш,ий из последовательно связанных между собой задающего генератора, делителя частоты, 2N-канального распределителя импульсов, собранного по пересчетной схеме, и

2N-канального модулятора, выходы каждого из каналов которого через основные и дополнительные оконечные усилители мощности соединены соответ" i.Båèíî с первыми и вторыми стойками ключей амплитудноимпульсных модуляторов, причем триггер, подсоединенный входом к генератору напряжения несущей частоты, выходом подключен к общему входу 2N-канального модулятора и к вспомогательному оконечному усилителю мощности, соединенному с управляющими входами ключей демодулятора, отличающийся тем, что, с целью улучшения гармонического состава выходного тока, блок управления снабжен последовательно соединенными 2N-канальной схемой сравнения и интеграторами, причем входы последних подключены к соответствующим выходам 2N-канального распределителя импульсов, общий вход 2N-канальной схемы сравнения через введенный управляемый генератор пилообразного напряжения соединен с выходом генератора напряжения несуи1ей частоты, а ее выходы подключены к соответствующим входам 2N-канального модулятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке №„2457776/07, 25.02.77.

782085 фиг. b

Составитель Г. Мыцык

Редактор М. Габуда Техред К. Шуфрич Корректор Е. Папп

Заказ 8162/69 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4