Устройство управления трехфазным инвертором Советский патент 1984 года по МПК H02P13/18 

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам управления преобразователями электрической энергии, и может быть использоваио при управлении трехфазными инверторами импульсами длительность 120 эл. град.

Известны устройства управления, например, содержащие задаюпщй генератор с выходным трансформатором, выходные обмотки которого подключены к трехфазному фop иpoвaтeлю, выполненному на трех автогенераторных ячейках с трансформаторным выходом 1 .

Одна КГ на выходных обмотках транформаторов формируется симметричное напряжение, сдвинутое на 120 эл, град, одно относительно другого. Для получения несимметричных управляющих импульсов необходимо наличие пе.ресчетного кольца, которое усложняет устройство и снижает его надежность.

Известен трехфазный инвертор, в котором блок управления вьшолнен в виде пересчетного кольца с синхронизацией от задающего генератора 2.

Недостатком данного устройства является сложность и, как следствие , низкая надежность блока управления.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство управления трехфазным инвертором, содержащее пересчетную схему на шести ячейках, выполненных по несимметричной автогенераторной схеме с выходным трансформатором с дополнительной обмоткой, первичная обмотка которого имеет средний вывод, делящий ее витки в соотношении 1:2, подключенный к первому питающему выводу, крайние выводы первичной обмотки через транзисторы подключены к второму питающему выводу, к которому подключены разноименные выводы двух базовых обмоток, другие выводы которых через резисторы подключены к базам транзисторов собственной ячейки, задающш генератор с трансформаторным выходом, средний вывод выходной обмотки которого соединен через резистор с вторым питающим выводом, первый крайний ее вывод соединен с первыми выводами дополни072 i82

тельных обмоток трансформаторов нечетных, а второй ее вывод с первыми выводами дополнительных обмоток трансформаторов четных ячеек, вто5 рой вывод дополнительной обмотки всех ячеек соединен через диоды с базой первого транзистора предыдущей и базой второго транзистора последующей ячейки СЗ .

10 Недостатком известного устройства является наличие большого количества моточных изделий и транзисторов, что снижает массогабаритные показатели и надежность устройст15 ва.

Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей и надеж ности путем исключения одной ячейки и одного трансформатора ячейки.

Поставленная цель достигается

тем, что в устройстве управления трехфазным инвертором, содержащем пересчетную схему на четырех ячей25 ках, вьшолненных по несимметричной автогенераторной схеме с выходным трансформатором с дополнительной обмоткой, первичная обмотка которого имеет средний вывод делящий ее

.... витки в соотношении 1:2, подключенный к первому питающему выводу, крайние выводы первичной обмотки через транзисторы подключены к.второму питающему выводу, к которому подключены разноименные выводы двух

базовых обмоток, другие выводы которых через резисторы подключены к базам транзисторов собственной ячейки, задающий генератор, соединенньш с двумя делителями частоты с трансформаторным выходом, соединенными между собой, выходная обмотка трансформатора первого делителя частоты средним выводом через резистор подключена к второму питающему выводу, первым крайним выводом соединена с первым выводом дополнительной обмотки первой ячейки, а вторым крайним выводом - с первым выводом дополнительной обмотки второй ячейки, базы первых транзисторов нечетных ячеек соединены через диоды с вторыми выводами дополнительных обмоток последующих ячеек, базы вторых транзисторов четных ячеек

5 соединены через диоды с вторыми

выводами дополнительных обмоток предьщущих ячек, два транзистора, два резистора, введены вторая дополни3. тельная обмотка на каждом трансфор маторе ячейки и две дополнительные обмотки на выходном трансформаторе второго делителя частоты, первые выходы которых подключены к первому и второму выходам выходной обмотки трансформатора первого делит ля частоты, а вторые выводы - к эм терам указанных транзисторов и через резисторы и две последовательно соединенные вторые дополнительные обмотки соответственно второй, третьей, четвертой и первой ячеек к базам тех же транзисторов, колле тор первого из которых соединен че рез встречно включенные диоды с базами второго транзистора первой ячейки и первого транзистора четве той ячейки, коллектор второго тран зистора соединен через встречно включенные диоды с базами первого транзистора второй ячейки и второг транзистора третьей ячейки. На фиг. 1 приведена схема подключения устройства применительно к трехфазному инвертору, на фиг. 2 эпюры напряжений, поясняющие принцип действия устройства. Устройство имеет три фапы,каждая из которых содержит усилитель 1мощности на управляемых ключах 2и 3, дополнительные ключи 4 переменного тока, двухтактную инверторную ячейку 5, один из выходов которой включен последовательно с нагрузкой, а другой через три ключа 4 - параллельно нагрузке, блок управления, состоящий из задающего генератора 6, двух делителей 7 и 8 частоты, ячеек 9-12, сое диненные между собой и выходом задающего мультивибратора по кольцевой схеме вместе с транзисторами 14, 15 и резисторами 13, 16 и 17. Для управления ключами 2-4 трех фаз (фиг. 1) необходимы импульсы управления, которые можно получить комбинацией импульсов (фиг. 2) Evд, EVC(, ( , Еуд2. Если имеют ся два импульса управления ключами одной фазы, то третий импульс является их суммой. Если имеются два импульса управления неидентичными ключами двух разных фаз, то и пульс управления ключом третьей фа зы является их суммой. Пусть на выходах ячеек 9-13 сфо мированы импульсы управления ключа ми 2-4 инвертора: для фазы А Еуд и Е д (выходы ячеек 9 и 11) , для фазы с Е f-j и Е (выходы ячеек 10 и 12). Для получения импульса управления ключом 4 фазы А необходимо соединить последовательно выходы ячеек 9 и 1 1 . Аналогично для фазы С соединяются последовательно выходы ячеек 10 и 12 и подключаются к управляющему входу ключа 4 фазы С. Для получения импульсов управления ключами 2 и 3 фазы В 2 пользуется последовательное соединение выходов ячеек 9 и 12 для ключа 3 и ячеек 10 и 11 для ключа 2. Для получения импульсов управления ключом 4 фазы В Е g используется сумма импульсов управления Е БЗ и Е -ув2 1 °торая получается путем последовательного соединения выходов ячеек 9-12. Устройство работает следующим образом. Для управления ключами 2-4 трех фаз необходимы импульсы управления, которые можно получить комбинацией Е импульсов А5 УСЗ АЗ получить набор импульЕ. сов на четырех трансформаторах путем синхронизации автогенераторов ячеек 9-12 с помощью сигнале делителя 7 частоты 2. введя для этой цели еще две обмотки на делитель 8 частоты с напряжением E-.yg и транзисторы 14 и .15. Пусть на интервале О - tj включен первый транзистор ячейки 9 и на обмотках трансформаторов имеется напряжение Еч,дз. В момент t напряжение , складывается с напряжением Е )дз (дополнительная обмотка ячейки 9 соединена последовательно с выходом делителя 7 частоты) и выключает транзистор II ячейки 10, при этом транзистор 1 включается и на обмотках в этот момент формируется полярность напряжений, показанная на фиг. 2. В момент t2 напряжение Е (другой полярности) складывается с напряжением дополнительной обмотки ячейки 10 и выключается транзистор 1 ячейки 9. В момент t аналогично суммой напряжений обмоток делителей 7 и 8 частоты включаются транзисторы I и II ячеек 10 и 11 и т.д. Транзисторы 14 и 15 используются

.для того, чтобы не бьшо ложного переключения транзисторов ячеек 9-12, Если делитель 8 частоты используется для переключения транзисторов ячеек 10 и 11 в момент t или ячеек 12 и 9 в момент tj, (или 0), то в другие моменты сигналы делителей 7 и 8 частоты должны быт: блокированы. Следовательно, на участке t.-t, когда должны переключаться транзисторы I и II ячеек 10 и 11, транзистор 15 открыт суммарным напряжением Еудэ VC2 самым подготавливается путь для прохождения сигнала на переключение. Аналогичную роль вьшолняет транзистор 14, который открывает путь для сигнала переключения транзисторов ячеек 9 и 12 в момент t (или 0), открывающего этот транзистор на участке

5- Чt и закрывающего на участЦке

В результате получаем все необходимые импульсы Е

VA2

УЛЭЕ ч,с2При ЭТОМ из схемы исключаются два трансформатора и два транзистора, что позволяет повысить надежность устройства и уменьшить его массу и габариты.

« /f

и,

У8

njiJiJiJirir

tz tj t

о tr

t, t. Фиг. 2

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ ИНВЕРТОРОМ, содержащее пересчетную схему на четырех ячейках, выполненных по несимметричной автогенераторнай схеме с выходным трансформатором с дополнительной обмоткой, первичная обмотка которого имеет средний вывод, делящий ее витки в соотношении 1:2, подключенный к первому питающему выводу, крайние выводы первичной обмотки через транзисторы подключены к второму питающему выводу, к которому подключены разноименные выводы двух базовых обмоток, другие выводы которых через резисторы подключены к базам транзисторов собственной ячейки, задающий генератор, соединенный с двумя делителями частоты с трансформаторным выходом, соединенными между собой, выходная обмотка трансформатора первого делителя частоты средним выводом через резистор подключена к второму питающему выводу, первым крайним выводом соединена с первым выводом, дополнительной обмотки первой ячейки, а вторьм крайним выводом - с первьм выводом дополнительной обмотки второй ячейки, базы первых транзисторов нечетных ячеек соединены через диоды с вторыми выводами допапнительных обмоток последующих ячеек, базы вторых транзисторов четных ячеек соединены через диоды с вторыми выводами дополнительных обмоток предьщущих ячеек, два транзистора и два резистора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных характеристик и надежности его благодаря И1.;ючению одной ячейки и одного выходного трансформатора ячейки, в него введены вторая дополнительная обмотка на каждом трансформаторе ячеек и две дополнительные обмотки на выходном трансформаторе второго делителя частоты, первые выводы которых подключены соответственно к первому и второму В1 тодам выходной обмотки трансформатора первого делителя частоты, а вторые выводы к эмиттерам указанных транзисторов и через резисторы и две последовательно соединенные вторые дополнительные обмотки соответственно второй, третьей, четвертой и первой ячеек к базам тех зке транзисторов, коллектор первого из которых соединен через встречно включенные дио-ды с базами второго транзистора первой ячейки и первого транзистора четвертой ячейки, коллектор второго транзистора соединен через встречно включенные диоды с базами первого транзистора второй ячейки и второго транзистора третьей ячейки.