Способ формирования квазисинусоидального напряжения
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсиик
Социалистичесиик республик
Опубликовано 15.1 281. Бюллетень %46 Дата опубликования описания 151281 t5l)M. Кл. Н 02 Р 13/18 1Ъаударетваяыб квмнтвт СССР и двлам кэобрвтвнкй н вткрыткй (53) УД К 621. 314. ° 572 (088. 8) (72) Автор изобретения Е. Н. Гейтенко Волжское отделение Института геологии и разработки горючих ископаемых (71) Заявитель (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для преобразования постоянного напряжения в переменное в устройствах летательных аппаратов, судов, наземных транспортных средств. „ Известен способ формирования квазисинусоидального напряжения путем сложения прямоугольных напряжений выходной и удвоенной частот, причем второе напряжение сдвинуто по фазе на сорок пять градусов относительно первого (1). Однако такой способ незначительно снижает содержание гармоник в выходном напряжении. Известен способ получения квазисинусоидального напряжения, заключающийся в суммировании прямоугольных напряжений, одно из которых имеет выходные частоту и фазу, другое - утроенную частоту, противоположную часу и амплитуде,, в три раза меньшую первой. В этом случае выходное напряжение не содержит гармоник, кратных трем, однако присутствие гармоник пятой, седьмой и т.д. обусловливает наличие низкочастотного фильтра t 2 ). Наиболее близким техническим решением является способ формирования ква" зисинусоидального напряжения, путем вычитания из напряжения прямоугольной формы частоты F с амплитудой А напряжений аналогичной формы с частотами (2n + 1)F и с амплитудами А 2n+)1 где и = 1, 2, 3 ... (31. Здесь с увеличением числа используемых напряжений коэффициент гар35 моник снижается незначительно, а отдельные гармоники полностью не устраняются. Цель изобретения - улучшение ка20 чества выходного напряжения за счет снижения содержания высоких .гармоник и, как следствие, -уменьшения его коэффициента гармоник. Поставленная цель достигается тем, что формируют две дополнительные последовател ь ности напряжений прямоу гоной формы с частотами В- F и С-F и с 1 1 амплитудами соответственно А и А 81 С1 напряжения с частотами B„-F вычитают из упомянутого квазисинусоидального напряжения, напряжения с частотами С„. F суммируют с ним, где B и С. — щ 1 комби н аци он ные числа, равные прои з ведению соответственно нечетного и четного числа неодинаковых простых чисел, а из последовательной напряжений с частотами (2п + 1)F используют лишь те, у которых числа (2n + 1) являются про сты ми . На фиг. 1 приведены диаграммы, поясняющие способ формирования квазисинусоидального напряжения на примере использования первых семи напряжений формы меандр; на фиг. 2 — блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа. Способ формирования квазисинусоидального напряжения заключается в суммировании напряжений формы меандр, получаемых с помощью ключевых элементов. Параметры суммируемых напряжений определяются разницей между напряЗО жением формы меандр и его первой гармоникой. Частоты равны произведениям выходной частоты на члены возрастающего ряда простых чисел и чисел, равныхх прои з ве де ни я м неоди н а ко вых про стых чисел, а именно: 1F, 3F, 5F, 7F, 11F, 13F, 15F, ..., где F - частота выходного напряжения. При этом фазы напряжений, имеющих частоты F, l5F, 21F, 33F, ° ° ., 1155F, превышающие выходную в число раз, равное произведению четного количества неодинаковых простых чисел или равную выходной, совпадают с фазой выходного напряжения и, значит, складываются. Остальные напряжения имеют противоположную выходной фазу или, иначе говоря, эти напряжения вычитаются. Амплитуды напряжений обратно пропорциональны тем же членам ряда соответственно, так например, напряжение с частотой Ж 13F и имеет амплитуду А/13 и противоположную выходной фазе, а напряжение с частотой 15Г имеет амплитуду A/15 и совпадающую с выходной фазой. Здесь А - амплитуда прямоугольного напряже- ss ния выходной частоты. На практике для формирования квазисинусоидального напряжения используется конечное коли1 4 чество прямоугольных напряжений. При этом в выходном напряжении присутст вуют гармоники только более высоких частот и меньших амплитуд. На фиг. 1 с помощью диаграммы 1.1. демонстрируется квазисинусоида, полученная в результате суммирования первых семи прямоугольных напряжений с частотами 1F, 3F, 5F, 7Г, 11F, 13F, 15F, показанных на диаграммах 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8 соответственно. Коэффициент гармоник выходного напряжения при этом равен 0,153 против 0,262 в известном. С увеличением числа суммируемых напряжений содержание высокочастотных гармоник в выходном напряжении снижается и стремится к нулю. При этом действующее значение квазисинусоидального напряжения приближается к действующему значению его пер вой гармони ки . Устройство формирования квазисинусоидального напряжения (фиг. 2) содержит задающий генератор 1, блок 2 делителя частоты, усилители 3 — 6 мощности и реактивный фильтр 7. Количество используемых усилителей мощнос-,и определяется параметрами выходного напряжения. Входы усилителей мощности соединены с выходами блока 2 делителей частоты. На другие входы усилителей мощности, соединенные параллельно, подается постоянное напряжение. Во всех усилителях мощности, кроме одного, например усилителя 3, работающего на выходной частоте, осуществляется гальваническая развязка выходных напряжений и напряжения питания. Выходы усилителей мощности соединены последовательно и подключены к входам фильтра 7. Частоты переключения усилителей мощности равны F, 3F, 5F, 7F, 11F, 13F, 15F и т.д. амплитуды выходных напряжений соответственно равны A/3, А/5, A/7, A/11, A/13, A/15 ° Частота задающего генератора 1, равная наименьшему общему кратному номеров используемых напряжений и выходной частоты, делится с помощью блока 2 делителей до необходимых частот управляющих сигналов. Управляющие сигналы подаются на входы усилителей мощности так, чтобы фазы выходных напряжений усилителей с частотами переключения F, 15F, 21F и т.д. были противоположны фазам выходных напряжений остальных усилителей. Формирование данным способом квазисинусоидального напряжения позволяю5 89 снизить коэффициент гармоник до сколько у годно малой вели чины и тем самым уменьшить или исключить выходные фильтры. При десяти суммируемых напряжениях (1F, 3F, 5F, 7F, 11F, 13F, 15Г, 17F, 19F, 21F) коэффициент гармоник почти вдвое меньше, чем в известном (0,125 против 0,246). Формула изобретения Способ формирования квазисинусоидального напряжения путем вычитания из напряжения прямоугольной формы частоты F с амплитудой А напряжений аналогичной формы с частотами (2п + 1)F и с амплитудами А 2и+1 где n = 1,2, 3... любое целое число, .отли чающей ся тем, что, с целью улучшения качества выходного напряжения за счет снижения его коэффициента гармоник, формируют две до0541 полнительные последовательности напряжений прямбугольной формы с часто-, тами В;Г и С; Г и с амплитудами соответ ст венно А и А напряжения с S С,1 частотами В F вычитают из упомянутого квазисийусоидального напряжения, напряжения с частотами С„F суммируют с ним, где В„- и С,1 - комбинационные 16 числа, равные произведению соответст венно го нечетного и чет ного числа неодинаковых простых чисел, а из последовательностей напряжений с частотами (2п + 1)F используют лишь те, у t s которых числа (2п+ 1) являются простыми. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР >о " 1)9722, кп. Н 02 M 5/22, 1961. 2. Патент США, кл. 321-9, h" 3.002. ° 142, 1961. 3. Чиженко И. М. и др. Основы преобразовательной техники. И., "Высшая гь школа", 1974, с. 303. 890541 Составитель Г. Мыцык Техред 3. Фанта - Корректор О. Билак Редактор Н. Минко Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 11023/86 Тираж 733 Подпи сное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Моск@а, W-35, Раушская наб., д. 4/5
