ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ ПЕРЕМЕННОЕ Российский патент 2003 года по МПК H02M7/53 H02M7/537 

Описание патента на изобретение RU2210167C1

Изобретение относится к электротехнике и предназначается для использования в автономных системах электроснабжения для преобразования напряжения постоянного тока в симметричную трехфазную систему напряжений переменного тока.

Известный преобразователь напряжения (а.с. СССР 944027) содержит однофазный инвертор, многосекционный трансформатор, ключи переменного тока. Недостатками преобразователя являются низкое качество выходного напряжения и сложная система управления.

Наиболее близким по техническому решению является преобразователь напряжения постоянного тока в трехфазное переменное, выполненный на базе трех мостовых однофазных транзисторных инверторов и трехфазного трансформатора (Моин B. C. Стабилизированные транзисторные преобразователи. - М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 314, рис. 9.1,в). Недостатками данного преобразователя являются низкая надежность работы и высокий уровень электромагнитных помех из-за большого числа силовых полупроводниковых приборов - транзисторов и сложности блока управления, обеспечивающего преобразование напряжения и его стабилизацию.

Техническим решением поставленной задачи является повышение надежности работы преобразователя и уменьшение уровня электромагнитных помех.

Поставленная задача достигается тем, что выход однофазного мостового инвертора подключен к первой первичной обмотке трансформатора с вращающимся магнитным полем, вторая первичная обмотка которого смещена в пространстве относительно первой на угол 90o и конец которой соединен с концом первой первичной обмотки, а ее начало через фазосдвигающий конденсатор соединено с началом первой первичной обмотки, три вторичные обмотки трансформатора сдвинуты одна относительно другой на угол 120o, их начала соединены по схеме "звезда", а концы являются выводами для подключения трехфазной нагрузки.

Новизна заявленного технического решения обусловлена тем, что вместо трех однофазных мостовых инверторов применяется один совместно с трансформатором с вращающимся магнитным полем, который имеет две первичные обмотки и трехфазную вторичную.

По данным научно-технической и патентной литературы авторам не известна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема преобразователя постоянного напряжения в трехфазное переменное. Преобразователь содержит силовую схему мостового инвертора 1, содержащую входной конденсатор 2, соединенный с источником постоянного напряжения, транзисторы 3-6 и диоды 7-10, блок управления 11 и трансформатор с вращающимся магнитным полем 12, содержащий первую и вторую первичные обмотки 13 и 14 соответственно, фазосдвигающий конденсатор 15, вторичные обмотки 16-18. На чертеже показаны выводы для подключения источника напряжения постоянного тока Ud и выводы А, В и С для подключения нагрузки.

Входной конденсатор 2 соединен с источником постоянного напряжения "плюс" - "минус" и последовательно включенными транзисторами 3-6, 4-5, базы которых соединены с блоком управления. Параллельно транзисторам 3-6 в обратном направлении включены шунтирующие диоды 7-10. Выход мостового инвертора 1 соединен с первой первичной обмоткой 13 и второй первичной обмоткой 14 через фазосдвигающий конденсатор 15. Обмотки 13 и 14 смещены в пространстве на угол 90o. Вторичные обмотки 16, 17, 18 трансформатора 12 с вращающимся магнитным полем сдвинуты одна относительно другой на угол 120o и с одной стороны соединены в нулевой точке, а с другой стороны подключаются к нагрузке А, В, С, где формируется симметричная трехфазная система переменного напряжения.

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное работает следующим образом. Напряжение источника питания постоянного тока Ud поступает на вход однофазного мостового инвертора, выполненного на транзисторах 3-6. Блок управления 11 формирует управляющие сигналы, которые попарно открывают транзисторы 3, 5 или 4, 6. В результате в первичных обмотках 13 и 14 трансформатора 12 с вращающимся магнитным полем изменяется направление тока, что приводит к появлению переменного магнитного потока в тороидальном магнитопроводе трансформатора с вращающимся магнитным полем. Поскольку первая и вторая первичные обмотки трансформатора смещены в пространстве одна относительно другой на угол 90o и подключены между собой через фазосдвигающий конденсатор 15, то они образуют вращающееся магнитное поле, вызывающее ЭДС во вторичных обмотках. Вторичные обмотки трансформатора с вращающимся магнитным полем сдвинуты одна относительно другой на угол 120o, поэтому на выводах А, В и С преобразователя формируется симметричная трехфазная система переменного напряжения.

Использование однофазного мостового инвертора и трансформатор с вращающимся магнитным полем выгодно отличает предлагаемый преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное от известного, так как уменьшается число силовых полупроводниковых приборов, упрощается схема блока управления, что повышает надежность работы преобразователя и уменьшает уровень электромагнитных помех.

Похожие патенты RU2210167C1

название год авторы номер документа
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ ПЕРЕМЕННОЕ 2004
  • Григораш Олег Владимирович
  • Руденко Вадим Григорьевич
  • Ракло Александр Викторович
  • Новокрещенов Борис Олегович
  • Клещенов Виталий Александрович
RU2274942C1
ТРЕХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ 2001
  • Богатырев Н.И.
  • Григораш О.В.
  • Курзин Н.Н.
  • Мелехов С.В.
  • Зайцев Е.А.
  • Темников В.Н.
RU2217857C2
ТРЕХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ 2004
  • Григораш Олег Владимирович
  • Руденко Вадим Григорьевич
  • Ракло Александр Викторович
  • Григораш Сергей Олегович
  • Усков Антон Евгеньевич
RU2274941C1
СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА 2001
  • Богатырев Н.И.
  • Григораш О.В.
  • Дацко А.В.
  • Курзин Н.Н.
  • Темников В.Н.
  • Креймер А.С.
RU2210100C2
СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА 2000
  • Богатырев Н.И.
  • Григораш О.В.
  • Мелехов С.В.
  • Креймер А.С.
  • Темников В.Н.
RU2198420C2
СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ОДНОФАЗНО-ТРЕХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗ 2004
  • Григораш Олег Владимирович
  • Ракло Александр Викторович
  • Трубин Александр Николаевич
  • Военцов Денис Викторович
  • Чесовский Александр Сергеевич
  • Гонтарь Олег Васильевич
RU2275733C1
ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР 2010
  • Григораш Олег Владимирович
  • Сепура Юрий Петрович
  • Власенко Евгений Анатольевич
  • Усков Антон Евгеньевич
  • Шиян Юлия Васильевна
RU2426216C1
ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР 2011
  • Григораш Олег Владимирович
  • Усков Антон Евгеньевич
  • Власов Александр Геннадьевич
  • Гордиенко Святослав Александрович
RU2489792C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ИНВЕРТОРОВ 2009
  • Григораш Олег Владимирович
  • Власенко Евгений Анатольевич
  • Усков Антон Евгеньевич
  • Квитко Андрей Викторович
  • Нурулаев Эльдар Фарик
RU2412459C1
Система возбуждения асинхронизированной синхронной машины 2021
  • Дубовик Михаил Евгеньевич
  • Соловьев Вячеслав Алексеевич
  • Климаш Владимир Степанович
RU2761246C1

Реферат патента 2003 года ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ ПЕРЕМЕННОЕ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных системах электроснабжения для преобразования напряжения постоянного тока в симметричную трехфазную систему напряжений переменного тока. Техническим результатом является повышение надежности работы преобразователя и уменьшение уровня электромагнитных помех. В преобразователе постоянного напряжения в трехфазное переменное выход однофазного мостового инвертора подключен к первой первичной обмотке трансформатора с вращающимся магнитным полем, вторая первичная обмотка которого смещена в пространстве относительно первой на угол 90o, конец которой соединен с концом первой первичной обмотки, а ее начало через фазосдвигающий конденсатор соединено с началом первой первичной обмотки. Три вторичные обмотки трансформатора сдвинуты одна относительно другой на угол 120o, их начала соединены по схеме "звезда", а концы являются выводами для подключения трехфазной нагрузки. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 210 167 C1

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное, содержащий входной конденсатор, однофазный мостовой инвертор, выполненный на транзисторах, выходы которого подключены к первичным обмоткам трехфазного трансформатора, цепи управления транзисторов инвертора подключены к выходам блока управления, отличающийся тем, что выход однофазного мостового инвертора подключен к первой первичной обмотке трансформатора с вращающимся магнитным полем, вторая первичная обмотка которого смещена в пространстве относительно первой на угол 90o и конец которой соединен с концом первой первичной обмотки, а ее начало через фазосдвигающий конденсатор соединено с началом первой первичной обмотки, три вторичные обмотки трансформатора сдвинуты одна относительно другой на угол 120o, их начала соединены по схеме "звезда", а концы являются выводами для подключения трехфазной нагрузки.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2210167C1

МОИН В.С
Стабилизированные транзисторные преобразователи
- М.: Энергия, 1986, с.314, рис.9.16
ВТОРИЧНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ 1998
  • Магазинник Г.Г.
  • Шингаров В.П.
  • Магазинник Л.Т.
RU2131640C1
ОДНОФАЗНЫЙ МОСТОВОЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР 2000
  • Сторожик В.Г.
  • Магазинник Л.Т.
  • Магазинник Г.Г.
RU2168825C1
Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное с амплитудно- импульсной модуляцией 1977
  • Мыцык Геннадий Сергеевич
  • Иванов Юрий Павлович
SU736306A1
Способ управления преобразователем постоянного напряжения в трехфазное 1985
  • Азаров Александр Михайлович
  • Гавриленко Сергей Михайлович
  • Лебедькова Антонида Васильевна
  • Азаров Александр Геннадьевич
SU1304151A1
ПРЕСС ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КИП ИЗ КОРНЕВОЙ МАССЫ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ 2000
  • Галда Н.А.
  • Галда А.А.
  • Галда А.В.
  • Борисенко В.Н.
  • Салдаев А.М.
  • Константинова Т.Г.
  • Шамирян Г.В.
  • Соколов А.П.
RU2171567C1
US 4688165 А, 18.08.1987
US 4475149 А, 02.10.1984
DE 19523750 А1, 24.10.1972
ДЕКОДЕР АУДИОСИГНАЛА, КОДЕР АУДИОСИГНАЛА, СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ СИГНАЛА ПОВЫШАЮЩЕГО МИКШИРОВАНИЯ, СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ СИГНАЛА ПОНИЖАЮЩЕГО МИКШИРОВАНИЯ, КОМПЬЮТЕРНАЯ ПРОГРАММА И БИСТРИМ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЙ ЗНАЧЕНИЕ ОБЩЕГО ПАРАМЕТРА МЕЖОБЪЕКТНОЙ КОРРЕЛЯЦИИ 2010
  • Херре Юрген
  • Хилперт Йоханес
  • Хёлцер Андреас
  • Эндергард Йонас
  • Пурнхаген Хеико
RU2576476C2
Автоматический регулятор тока для механического выпрямителя 1961
  • Александровский Б.С.
  • Данилевич О.И.
  • Хименко Л.Т.
SU146855A1
Пожарный двухцилиндровый насос 0
  • Александров И.Я.
SU90A1

RU 2 210 167 C1

Авторы

Богатырев Н.И.

Курзин Н.Н.

Григораш О.В.

Матящук А.Г.

Белевич А.В.

Мельников Д.В.

Даты

2003-08-10Публикация

2002-01-25Подача