Инвертор со ступенчатой формой выходного напряжения

 

Союз Соаетскмх

Соцналнстическнк

Респубвнк

< >86О24О (от) Дополнительное к авт. свмд-ву р 6996 27 (22) ЗаЯвлено 291273 (21) 1981639/24-07 с присоединением заявки йо(53)М. Кл,з

Н 02 М 7/515

Государстоеииый комитет

СССР оо дмам изобретемий и открытий (23) ГФриормтет

Опубликовано 300881 Бюллетень N9 32 (53) УДК 621.314.57 (088 ° 8) Дата опубликования опмсания 300881 (72) Автор изобретения

Н.Н.Лаптев (71) Заявитель

{54) ИНВЕРТОР СО СТУПЕНЧАТОЙ ФОРМОЙ

ВЫлОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электроснабжения устройств радиоэлектроники, автоматики и электропривода.

По основному авт. св. 9 699627 известен инвертор со ступенчатой формой выходного напряжения, содержащий в каждой фазе 2N мостовых преобразовательных ячеек (где и — любое целое число), в диагонали которых включе- ны основные дроссели со средним выводом обмотки„ и в который введены М групп дополнительных дросселей со средним выводом обмотки, причем край- 15 ние выводы дросселей первой группы соединены со средними выводами основных дросседей смежных ячеек, крайние выводы дросселей каждой последующей групп соединены со средними вывода- 20 ми дросселеи предыдущей группы, а средний вывод дросселя М-ой группы соединен с выходным зажимом данной фазы инвертора (1), Недостатком известного инвертора является необходимость усложнения схемы и существенного увеличения веса для получения достаточной степени приближения к синусоиде фазного напряжения при наличии нулевого вывода 30 источника питания. Например, для получения 5 ступенек в фазном напряжении необходимо иметь 48 силовых ключей и

21 дроссель в силовой цепи трехфазно- го преобразователя частоты. Для получения 9 ступенек требуется 96 силовых ключей и 45 дросселей.

Цель изобретения — улучшение массо-габаритных показателей и коэффициента нелинейных искажений фазного напряжения.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве каждая фаза дополнительно снабжена двумя последовательно соединенными ключевыми элементами, подключенными к источнику постоянного напряжения, и трансформатором, первичная обмотка которого. включена между .точками соединения дополнительных ключевых элементов данной и следующей фаз, а вторичная обмотка соединена с отводом от средней точки дополнительного дросселя данной фазы.

На фиг. 1 представлена схема пред-. лагаемого инвертора со ступенчатой

Формой выходного напряжения с использованием в качестве силовых ключей транзисторов на фиг. 2 — диаграммы ! напряжений на основных участках схеМЫ .

86024 0

На фиг. 1 представлен также источник питания, обеспечивающий постоянное напряжение на шинах питания преобразователя, имеющий вывод нулевой точки. Каждая из фаз A В,С инвертора составлена иэ четырех основных и одной дополнительной стоек ключевых элементов (транзисторов) . Для фазы А основные стойки состоят из транзисторов 1-8, а дополнительная — иэ транзисторов 9 и 10, Для фазы В основные стойки состоят иэ транзисторов 11-18, дополнительная — 19 и 20. Для фазы С основные стойки состоят из транзисторов 21-28, дополнительная — 29 и 30 (фиг. 1) . В диагонали каждой из стоек включены . дроссели 31 — 36, а от- 15 воды от средней точки обмоток этих дросселей соединены через полуобмотки дополнительных дросселей 37 — 39, К отводам от средних точек дополнительных дросселей присоединены вторичные ;ф обмотки трансформаторов 40 — 42, первичные обмотки которых подключены к дополнительным стойкам данной и соседней фазы, Отношение числа вторичных витков к первичным принято равным

0,075:1.

Управление транзисторами осуществляется от распределителя импульсов, имеющего в своем составе делитель на 15..

B соответствии с кривыми по фиг.2, на интервале от 0 до 12 (основной частоты) на обмотках дросселей 31 и

32 имеется высокочастотное напряжение с амплитудой, равиой "q с коэффициентом заполнения один. При этом напряжение на обмотке дополнительного дросселя 37 равно нулю. Напряжение между

А и силовым нулем (фиг. 2) равно нулю, На интервале от 12 до 48 на обмотках дросселей 31 и 32 остается вы- ф) сокочастотное напряжениа, но коэффициент заполнения становится равным

0 5. При этом на обмотке дополнительного, дросселя появляется высокочастотное напряжение с амплитудой, равной половине напряжения питания

Оп

0А -0" з(0

На интервале от 48 до 132 открыты все верхние или соответственно все нижние транзисторы основных стоек фазы A . Напряжения на обмотках дросселей 31,32 и 37 равны нулю. Между точкой А,1.и силовым нулем приложена половина напряжения питания. Далее про- H

I цессы„, цовторяются в обратном порядке (фиг ° 2) . Одновременно с управлением основными стойками распределитель ив пульсов управляет транзисторами допол-. нительных стоек, так что на вторичных обмотках трансформаторов 40 - 42 по.являются напряжения 04 .v« (фиг. 2) .

Эти напряжения алгебраически скла- дываются с напряжениямиО б,0 д д

В результате между силовым нулем и выходами инвертора получается напряжение 0Ло и аналогичные ему напряжения 0gQ 0QQ у так как ряд сигналов управления последующей фазой анаЛогичен ряду управляющих сигналов для фазы А, но только сдвинут на 120

Фаэное напряжение имеет шесть ступенек и коэффициент нелинейных искажений не превышакнций 8% . Линейное напряжение имеет восемь ступенек и коэффициент нелинейных искажений около

7з. Частота, на которой работают дросселя, задается при расчете, исходя из частотных свойств элементов. Поскольку каждая фаза с силовым нулем образует автономный преобразователь, схему можно использовать в различных и фаэных вариантах.

В данном инверторе на 30 силовых ключах, 9 дросселях и трех трансформаторах удается получить шесть ступенек в напряжении между нулевым выводом источника питания и фазой при коэффициенте нелинейных искажений фазного напряжения не превышающем 8%, .Формула изобретения

Инвертор со ступенчатой формой выходного напряжения по авт. св,9699627, о т л и ч а ю щ и и с.я тем, что, с целью улучшения массо-габаритных показателей и коэффициента нелинейных искажений фазного напряжения каждая фаза дополнительно снабжена двумя последовательно соединенными ключевыми элементами, подключенными к источнику постоянного напряжения, и трансформатором, первичная обмотка которого включена между точками соединения дополнительных ключевых элементов данной и следующей фаз, а вторичная обмотка .,соединена с отводом от средней точки дополнительного дросселя данной. фазы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Авторское свидетельство СССР к 699627, кл . Н 02 M 7/515, 1972.

860240

i ä — +n/

Ujy

Фиг. г

Составитель Е.Дорошин

Редактор В.Матюхина Техред М.Табакович . Корректор Ю. Макаренко

Заказ 7568/32 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4