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

Изобретение относится к электроте нике, а именно к устройствам управления преобразователями электрической энергии, и может быть использова но при управлении трехфазными инверторами импульсами длительностью 120 эл. град. Известно устройство управления, содержащее задающий генератор с выходным трансформатором, выходные об мотки которого подключены к трехфазному формирователю, выполненному на трех автогенераторных ячейках с тран форматорным выходом Ll3« На выходных обмотках этих трансфо маторов формируется симметричное нап ряжение, сдвинутое одно относительно другого на 120 эл.град. Для получения несимметричных управляющих импул сов необходимо наличие пересчетного кольца, которое усложняет устройство и снижает его надежность. Известен трехфазньй инвертор, в к тором блок управления выполнен в виде пересчетного кольца с синхронизацией от задающего генератора 2}. Недостатком данного устройства является сложность и, как следствие, пониженная надежность блока управления. Наиболее близким по технической сущности к изобретению -является устройство управления трехфазным инвертором, содаржащее пересчетную схему на шести ячейках, выполненных по несимметричной автогенераторной схеме с выходным трансформатором с дополни тельной обмоткой, первичная обмотка которого имеет средний вывод, делядий ее витки в соотношении 1:2, подключенный к первому питающему вьшоду, крайние выводы первичной обмотки через транзисторы подключены ко второму питающему выводу, к которому подключены разноименные выводаг двух базовых обмоток, другие выводы которых через резисторы подключены к базам транзисторов собственной ячейки, задающий генератор с трансформаторным выходом, средний вывод выходной обмотки которого соединен через резистор со вторым питающим выводом, первый крайний ее вывод соединен с {первыми выводами дополнительных обмо ток трансформаторов четных, а второй ее вывод с первыми выводами дополнительных обмоток трансформаторов нечетных ячеек, второй вывод дополнительной обмотки всех ячеек соединен через диод с базой первого транзистора предьщущей и базой второго транзистора последующей ячеек ГЗ . Недостатком данного устройства является наличие большого количества поточных изделий, что снижает массогабаритные показатели и.надежность устройства. Целью изобретения является улучшение массо-габаритных показателей путем исключения трансформатора и транзистора одной ячейки и повьш ение за счет этого надежности. Поставленная цель достигается тем, что в устройство управления трехфазным инвертором, содержащее пересчетную схему на пяти ячейках, включенных 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 ко второму питающему выводу, к которому подключены разноименные выводы двух базовых обмоток, другие выводы которых через базовые резисторы подключены к базам транзисторов собственной ячейки, задающий генератор с трансформаторным выходом, выходная обмотка которого средним выводом через последовательный резистор соединена со вторым питающим выводом, первый крайний вывод которой соединен с первыми выводами дополнительных обмоток всех четных ячеек, а второй крайний вывод - с первыми выводами дополнительных обмоток всех нечетных ячеек, вторые выводы допол1|ительных обмоток трансформатора, второй, третьей и четвертой ячеек соединены через диоды с базой первого транзистора предыдущей ячейки и базой второго транзистора последующей ячейки, а вторые выводы дополнительных обмоток первой и пятой ячеек соединены через диоды с базами второго и первого транзисторов соответственно второй и четвертой ячеек, транзистор и ограничивающий резистор, вводятся вторые дополнительные обмотки на трансформаторах четных ячеек, первые выводы этих обмоток объединены и соединены с эмиттеом упомянутого транзистора, база которого соединена со вторым выводом второй дополнительной обмотки второй ячейки через ограничивающий резистор а коллектор соединен с диодом, соеди ненным с базой первого транзистора пятой ячейки, второй вывод второй дополнительной обмотки четвертой ячейки соединен со вторым выводом до полнительной обмотки собственной ячей ки. На фиг. 1 приведена схема подключ ния устройства применительно к трехфазному инвертору/ на фиг. 2 - формирующие импульсы устройства управления. Устройство содержит трехфазный мост 1, подключенный к входным выводам источника питания 2, двухтактную ячейку 3 с двумя выходами, один из которых включен между средней точкой источника питания 2 и нулевой точкой трехфазной нагрузки, а другой между нулевой точкой трехфазной нагрузки и выходом инвертора через управляемые ключи переменного тока 4, задающий генератор 5, делителя частоты 6 и 7. Выход делителя частоты 6 связан С. управляющим входом двухтактной ячейки 3, а выход делителя частоты 7 связан с обмотками трансформаторов ячеек 812с управляющими входами ячеек. Устройство работает следуюп1им образом. Для управления всеми ключами 4 трехфазного инвертора необходимы импульсы управления (фиг. 2) Е,д, Е,, Если имеются два импульса управления ключами одной фазы, то третий импульс является их суммой. Если имеются два импульса управления неидентичными ключами двух разных фаз, то импульс управления ключом третьей фазы является их суммой. Пользуясь этим формулами, формируют все остальные импульсы управления и соединяют выходы ячеек 8-12 с управляющими входами ключей трех фа- инвертора. Пусть на выходах ячеек 8-12 (фиг. сформированы импульсы управления (фиг. 2) ключами инвертора 1: для фазы А и VA 2 (выходы автогенераторов 8 и 11), для фазы С и E,jj2 (выходы автогенераторов 9 и 12), для фазы 6 Е SJC 1 (выход автогенератора 10). Для получения импульса управления ключом 4 фазы А () соединяют последовательно две обмотки с импульсами и Е Л2 (генераторы 8 и 11) и подают на управляющий вход ключа 4 фазы А , Аналогично для фазы С соединяют два выхода ячеек 9и12( Е-,с2)и подключают к управляющему входу ключа 4 фазы С (Ev(c4) Лп получения импульса управления вторым ключом фазы в (Е ,4, инвертора 1 необходимо соединить двй выхода ячеек 9 и 11. Для получения импульса управления ключом 4 фазы ( N64 ) необходимы импульсы управления ) и Е ч)Вг Д- чего соединяют выходы ячейки 10 и суммарный выход (в противофазе) ячеек 9 и 11Для формирования этих импульсов трансформаторы управления ячеек вместе с транзисторами соединяют по схеме автогенераторов дополнительные обмотки каждого трансформатора соединяют последовательно с выходом дели теля частоты 7 и напряжением через диоды управляют транзисторами сосе; них ячеек. Пусть открыты на отречке О -t, все транзисторы ячеек 8-12. В момент ii напряжение ячейки 8, Е д, , (фиг. 1, б) складьшается с напряжением делителя частоты 7 и суммарнь напряжением выключается транзистор ячейки 9. При этом транзистор 1 ячейки 9 включается (или остается включенным) и на обмотках его трансформатора напряжение (фиг. 2, б) В момент tj суммой напряжений ячейки 9 и делителя частоты 7 выключаются транзисторы I и II ячеек 8 и 10. Форма напряжения на трансформаторе ячейки 10 показана на фиг. 2 Е , и т.д. В момент tj суммарным напряжением и Е -j 7 выключается транзистор Т ячейки IX (четвертой), В момент tp или О суммарным напряжением второй дополнительной обмотки и трансформатора ячейки 11 и через транзистор 13 выключаются транзистор I и IX пяткой и первой ячейки. Чтобы не произошло ложного срабатывания на интервале t . з как полярность напряжений Е «,2 и такая же, как на интервале ,-t, используют транзистор 13, который закрыт напряжением второй дополнительной обмотки трансформатора ячей ки 9, Е-jc на интервале t,- i, открыт на остальном интервале, а именно на О -t , когда должно быть переключение транзисторов ячейки 8 и 11 (первого и пятого). Число витков коллекторных обмоток автогенераторов относятся как 2:1, так как длительность одного полупериода меньше другого в 2 раза.

Если формировать импульсы управпения ключами инвертора 1 и 4 с по,чо1цью четьфех трансформаторов, то лятый трансформатор используется как лереключающий, мощность и габариты которого существенно меньше остальных Можно использовать все пять трансформаторов, тогда уменьшится число обмоток на всех трансформаторах.

Таким образом, предложенное соединение ячеек в кольцевую схему позволяет получить требуемые импульсы управления, а также отказаться от трансформатора и транзистора одной ячейки, что снижает количество элементов в устройстве управления и, как следствие, увеличивает его надежность.

УСТРбЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ ИНВЕРТОРОМ, содержащее пересчетную схему на пяти 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 вьгооды которых через базовые резисторы подключены к базам транзисторов собственной ячейки, задающий генератор с трансформаторным выходом, выходная обмотка которого средним выводом через последователь- j ный резистор соединена с вторым питающим выводом, первый крайний вывод которой соединен с первыми выводами дополнительных обмоток всех четных ячеек, а второй крайний вывод - с первыми выводами дополнительных обмоток всех нечетных ячеек, вторые выводы дополнительных обмоток трансформатора второй, третьей и четвертой ячеек соединены через диоды с базой первого транзистора предыдущей ячейки и базой второго транзистора последующей ячейки, а вторые выводы дополнительных обмоток трансформаторов пер вой и пятой ячеек соединены через диоды с базами второго и первого транзисторов соответственно второй и четвертой ячеек, транзистор и ог- , 9 раничивающий резистор, отличающееся тем, что, с целью улучшения массогабаритных характеристик и надежности устройства за счет исключения трансформатора и транзистора одной ячейки, дополнительно введены вторые дополнительные обмотки на трансформаторах четных ячеек, первые выводы этих обмоток объединены и соединены с эмиттером.упомянутого тран00 О зистора, база которого соединена с вторым вьтодом второй дополнительной обмотки второй ячейки через ограничио ел вающий резистор, а коллектор соединен с диодом, соединенным с базой первого транзистора пятой ячейки, второй вывод второй дополнительной обмотки четвертой ячейки соединен с вторым выводом дополнительной обмотки собственной ячейки.

- P../

fj