Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное Советский патент 1986 года по МПК H02M7/5395 

Изобретение от1 осится к электротех- и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преоб разования постоянного ианряжения в трехфазное квазисинусоидальное.

Цель изобретения - упрощение схемы и повьпнение надежности за счет исключения всномо ательн()го инвертора.

На фиг . 1 показана принципиальная схема силовой части предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 -- принципиальная схема системы управ;1ения нреобразователе.м на фиг. 3 - диаграммы, поясняющие принцип формирования импульсов управления ключами преобразователя, формы напряженки на обмотках трансформатора и на выходе преобразователя.

Преобразователь (фиг. 1) содержит однофазный инвертор, выполненный на ключах, например транзисторах 1---4. Выход инвертора нагружен на первичную обмотку трансформатора 5. Секции 6-11 вторичных обмоток трансформатора 5 соединены через ключи 12-17 переменного тока по схеме замкну| ого треуг ольника, верпшны которого образуют выходные выводы А, В, С преобразователя. Промежуточные отводы вторичных обмоток трансформатора 5 непосредственно связаны с противоположными вершинами треугольника. В качестве ключей 1 --4 однофазного инвертора могут быть использованы транзисторы или тиристоры с встречно-параллельно включенными диодами а в качестве ключей 12-17 переменного тока симисторы, встречно-параллельпо включенные тиристоры или транзисторы с последовательно включенными диодами транзисторы, включенные в диагонали постоянного тока диодных мостов.

Блок управления преобразователем (фиг. 2) содержит задающий генератор 18, выход которого подключен ко входу делителя 19 часто 1 ы, выполненному, например, из двух последовательно связанных триггерах. Прямой и инверсный выходы делителя 19 частоты соединены через блок 20 буферных усилителей с управляющими входами силовых ключей 1-4 инвертора. Выход задаю1цего генератора 18 подключен также ко входу щестикапального распределителя 21 импульсов, выполненному в виде кольцевой иересчетной схемы. Каналы рас- пределите;1я 21 импульсов связаны через логические элементы 22-27 2ИЛИ и блок 20 с упр;|в;1яюн.1,ими входами ключей 12 17 переменного тока, причем номера выходов блока 20 соответствуют номерам ключей, к которым они подключены.

На фиг. 3 диаграммы 28-44 представляют формы напряжений на выходах следующих элементов: 28- задающего генератора; 29 и 30 - прямого и инверсного выходов делителя 19 частоты (импульсы управления ключами 1-4 инвертора); 31 - трансформатора 5; 32-37 - распредели

теля 21 импульсов; 38-43э.:1ементов

22-27 (импульсы управления к/почами 12-- 17); 44 - преобразователя (форма выходного линейного напряжения Уав.).

Уетройство работает следующим образом. Задающий генератор 18 (фиг. 2) формирует последовател1)Ность импульсов 28 (фиг. 3), которая поступает на вход делителя 19 частоты с коэффициентом деления, равным напри.мер. 4-ем и вход 6-ти канального распределителя 21 имнульсов. Сигналы 29 и 30 прямого и инверсного выходов делителя 19 частоты усиливаются блоком 20 буферных усилителей и ноступают на управляющие входы силовых ключей 1---4 инвертора. В результате работы инвертора на обмотках трансформатора 5 формируется напряжение 31. Выходные импульсы 32-37 распределителя 21 имнульсов суммируются элементами 22-27 2ИЛИ, усиливаются блоком 20 и поступают на управляющие входы ключей 12-17 переменного тока (диаграммы 38-43 еоответственно).

Для получения выходного напряжения преобразователя, близкого по форме к синусоидальному, амплитуды его ступеней выбирают из условия иск„1ючения гармоник, близких к основной.

Для получения напряжения с указанными амплитудами ступеней числа витков секций 6-11 вторичной обмотки трансформатора 5 должны относится .между собой

W,6 W.B-WHо, Wc7 Wci I, W.6 : W,7 (2- л,,); (дГз - 1) 0,268:0,732

При этом на секциях 6, 8, 10 формируются прямоугольное напряжение с амплитудой, равной амплитуде первой ступени выходного линейного напряжения, а на секциях 7, 9, 11 - а.мплитуде второй ступени. Кроме того, при формировании трехфазного напряжения 44 для амплитуд его ступеней (Ui-Us) выполняется равенство Ui-j- U2 Uj. Полупериод выходного напряжения 44 преобразователя можно разделить на шесть равных интервалов.

На первом интервале замыкают ключи

12и 15 (диаграммы 38, 41, фиг. 3). При этом, через замкнутый ключ 12 к выходным

5 выводам А, В преобразователя прикладывается напряжение секции 8, равное Ui. Через ключ 15 к выводам С, А прикладывается напряжение секции 9 равное Uz, а к выводам С, В - сумма напряжений секций 8 и 9, равная Us. В результате выходные линейные напряжения становятся равными

UAB UI,UBC Us, UcA Uo, Ha втором интервале замыкают ключи

13и 16. К выводам А, В через ключ 16 прикладывается напряжение секции 11, равное

5 2, к выводам С, А через ключ 13 - напряжение секции 6 равное Ui, к выводам С, В - сумма напряжений секций 6 и 11, равная Us. Выходные линейные напряжения становятся равными ,ивс -Us, 1.(;л

Ui.

На следующих интервалах работа преобразователя происходит апалогично в соответствии импульсов управления ключами. В результате работы преобразователя на его выходе формируется трехфазное напряжение 44.

Подключение любой ветви схемы с помощью ключей переменного тока обеспечи- вает возможность прохождения тока в двух направлениях и постоянство разности потенциалов фаз в течение каждого интервала. Это обуславливает работоспособность преобразователя при любом коэффициенте мощности нагрузки с неизменной формой кривой выходного напряжения.

Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное, содержащий однофазный инвертор, выходом

:оодиненный с первичной обмоткой трансформатора, и шесть ключей перемемнсчч) тока, одни концы трех вторичных обмоток трансформатора подключены через три первых ключа переменного тока к трем выходным выводам преобразователя, а каждая из вторичных обмоток трансформатора содержит по одному промежуточному отводу, и блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами силовых ключей преобразователя, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, вторые концы вторичных обмоток соединены через три вторых ключа переменного тока с тремя смежными выходными выводами преобразователя, образуя из вторичных обмоток трансформатора замкнутый треугольник, верпшнами которого являются выходные выводы преобразователя, а промежуточные отводы вторичных обмоток трансформатора делят их по числу витков в соотнощении (2--уЗ): (vlT-- 1) и подключены непосредственно к противоположным верщинам треугольника.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Цель изобретения - упрощение схемы и повышение надежности за счет исключения вспомогательного инвертора. Устройство содержит однофазный инвертор, выполненный на транзисторах 1-4. Выход инвертора нагружен на первичную обмотку трансформатора (Тр) 5. Секции 6-11 вторичных обмоток Тр 5 соединены через ключи 12-17 переменного тока но схеме замкнутого треугольника, вершины которого образуют выходы А, В, С устройства. Для получения выходного напряжения устройства, близкого по форме к синусоидальному, амплитуды его ступеней выбирают из условия исключения гармоник, близких к основной. Для получения необходимых амплитуд напряжения промежуточные отводы вторичных обмоток Тр 5 делят по числу витков в соотношении (2-д/З): : ( 1) и подключают непосредственно к противоположным вершинам треугольника. Подключение любой ветви схемы с помо- ш,ью ключей переменного тока обеспечивает возможность прохождения тока в двух направлениях и постоянство разности потенциалов фаз в течение каждого интервала. Это обуславливает работоспособность устройства при любом коэффициенте мощности нагрузки с неизменной формой кривой выходного напряжения. 3 ил. (Л + ,-.-.. V TiTl: N. Д 4 7J to СП со ел

1Э

t2 3,

22

12

20

13

25

15

26

16

27

17

Фаг.2

I I I III I I 1 I I

t t t

t t

Pui.3