Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное Советский патент 1987 года по МПК H02M7/537 

11288870 2

Изобретение относится к области ды К первого 1-К-триггера 28 и I вто- электротехники, а именно к преобразо- рого 1-К-триггера 29 объединены и нательной технике, и может быть ис- подключены к (+) зажиму источника пользовано при проектировании центра- питания блока управления (не показан).

лизованных источников вторичного электропитания (ИВЭ), а также ИВЭ, используемых в системах электропривода тока с улучшенными массо-габаритными показателями и обеспечивающих Согласование номинальных уровней напряжения питания и нагрузки.

Цель изобретения - упрощение устройства.

На фиг. 1 дана схема силовой части

10

В состав блока управления входят два логических узла 31, 32, каждый из которых содержит по два идентичных канала. Канал логического узла 31 включает четыре логических элемента 3 И 33-36 (37-40), выходами подключенных к логическому элементу 4 ИЛИ 41 (42), выход которого соединен со входом элемента НЕ 43 (44) и связан с управляющим входом М, ключа 6 модупиальная схема блока управления преобразователем; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы и формирования выходного напряжения преобразователя.

Трехфазный преобразователь (фиг. 1) содержит модулятор 1, выполненный в виде трех стоек ключей 2-7 (с управ- .ляющими входами М,, М,, М„, М, М

20

,j , М, М,.,, iu,,

М ), включенных между шинами питания 25

преобразователя; на фиг. 2 - принци- 15 лятора 1 (со входом Mj ключа 4), выход логического элемента НЕ 43 (44) связан с управляющим входом М, ключа 7 (М ключа 5). Связи между входами логических элементов ЗИ и выходом QI QI QI .QZ триггеров 28, 29, выходами Q, Q, - Qy., Qj распределителя 27 импульсов определяются следующими логическими выражениями: на выходе логического элемента ЗИ 33 - Q Q, Qj (37 - Q,Q,Q), ЗИ 34 - преобразователя. Точки соединения ключей 2-7 подключены к концам первичных обмоток 8-9 соответствующего трансформатора 10-11. Два однофазных демодулятора 12-13 на ключах перемен- 30 ного тока с .вляющими входами DM,, DM,, DM.,, DMj подключены ко вторичным обмоткам 18 и 19 соответствующих трансформаторов 10-11. Два вывода демодуляторов 12-13 объединены 35

и образуют первый выходной вывод 20 пп .

преобразователя, а оставшиеся выводы ( демодуляторов 21-22 образуют два дру- - - - - - гих выходных вывода преобразователя. )- зч

40

,Q5(38 - ,Q), ЗИ 35 - Q,Q,Q (39 - Q,q,Q), ЗИ 36 - QiQ,Q (40 Можно записать логические выражения, определяющие связи между логическими элементами 33-44 и выходами распределителя импульсов 27, на выходе 4 или 41 (42):

Логический узел 32 содержит два логических элемента 2И-2Ш1И 45 (46). Связь между входами .логического узла 32 и выходами логических элементов

Блок управления преобразователем (фиг. 2) содержит задатчик 23 частоты, связанный с первым 24 и вторым 25 делителями частоты. Выходы делиЛогический узел 32 содержит два логических элемента 2И-2Ш1И 45 (46). Связь между входами .логического узла 32 и выходами логических элементов

телей 24 и 25 частоты подключены ко 45 2И-2ШШ 45 и 46 определяют следующие

входам схемы совпадения, выполненной на логическом элементе 2И-НЕ 26, выход которого подключен ко входу распределителя 27 импульсов. Выход

логические выражения: на выходе логического элемента 2И-2ИЛИ 45 - DM, Q,q4 + Q,Q4 (6 - ™г - QjQj + Q.qp.

Выход логического элемента 2И-2ИЛИ первого делителя 24 частоты подключен 50 - подключен ко входу логичес- также к счетному входу первого I-K- кого элемента НЕ 47 (48). Выход ло- триггера 28 с выходами Q,, Q,, а выход второго делителя 25 - к счетному входу второго 1-К-триггера 29 с выходами Qg, Qg

частоты соединен входом со входом распределителя 27 импульсов, а выходом - с установочным входом К второгического элемента 2И-2И Ш 45 связан с управляющим входом DM, ключа 14 демодулятора 12 (со входом DM ключа

Третий делитель 30 55 демодулятора 13). Выход логического элемента НЕ 47 (48) связан со входом DM, ключа 15 демодулятора 12

.го 1-К-триггера 29, установочные вхо- ра 13).

(со входом DMj Ключа 17 демодулято

В состав блока управления входят два логических узла 31, 32, каждый из которых содержит по два идентичных канала. Канал логического узла 31 включает четыре логических элемента 3 И 33-36 (37-40), выходами подключенных к логическому элементу 4 ИЛИ 41 (42), выход которого соединен со входом элемента НЕ 43 (44) и связан с управляющим входом М, ключа 6 модулятора 1 (со входом Mj ключа 4), выход логического элемента НЕ 43 (44) связан с управляющим входом М, ключа 7 (М ключа 5). Связи между входами логических элементов ЗИ и выходом QI QI QI .QZ триггеров 28, 29, выходами Q, Q, - Qy., Qj распределителя 27 импульсов определяются следующими логическими выражениями: на выходе логического элемента ЗИ 33 - Q Q, Qj (37 - Q,Q,Q), ЗИ 34 -

лятора 1 (со входом Mj ключа 4), выход логического элемента НЕ 43 (44) связан с управляющим входом М, ключа 7 (М ключа 5). Связи между входа ми логических элементов ЗИ и выходом QI QI QI .QZ триггеров 28, 29, выходами Q, Q, - Qy., Qj распределите ля 27 импульсов определяются следующими логическими выражениями: на выходе логического элемента ЗИ 33 - Q Q, Qj (37 - Q,Q,Q), ЗИ 34 -

,Q5(38 - ,Q), ЗИ 35 - Q,Q,Q (39 - Q,q,Q), ЗИ 36 - QiQ,Q (40 лятора 1 (со входом Mj ключа 4), выход логического элемента НЕ 43 (44) связан с управляющим входом М, ключа 7 (М ключа 5). Связи между входами логических элементов ЗИ и выходом QI QI QI .QZ триггеров 28, 29, выходами Q, Q, - Qy., Qj распределителя 27 импульсов определяются следующими логическими выражениями: на выходе логического элемента ЗИ 33 - Q Q, Qj (37 - Q,Q,Q), ЗИ 34 -

Можно записать логические выражения, определяющие связи между логическими элементами 33-44 и выходами распределителя импульсов 27, на выходе 4 или 41 (42):

Логический узел 32 содержит два логических элемента 2И-2Ш1И 45 (46). Связь между входами .логического узла 32 и выходами логических элементов

демодулятора 13). Выход логичесого элемента НЕ 47 (48) связан со ходом DM, ключа 15 демодулятора 12

а 13).

(со входом DMj Ключа 17 демодулятоПринцип работы преобразователя поясняется временными диаграммами,

представленными на фиг. 3, где U, - сигнал с выхода задатчика 23 частоты, синхронизирующего работу преобразо- 5 вателя; U,; , U - сигнал с выхода

Предлагаемый преобразователь может применяться во всех тех случаях, где требуется преобразование постоянного напряжения одного уровня в трехфазное напряжение другого уровня заданной фиксированной частоты. делителя частоты; Ujg- сигнал с выхода логического элемента 2И-НЕ 26; Формула изобретения , Q, Qj) - сигналы с выхода

распределителя 27 импульсов; U5g(Q)- 0 Преобразователь постоянного нап- сигнал с выхода первого 1-К-триггера ряжения в трехфазное, содержащий модулятор в виде трех стоек ключей с управляющими входами М, М,, М, М, М, И,, два однофазных трансформатора, одни концы первичных обмоток которых подключены соответственно к точкам соединения ключей первых двух стоек ключей, вторые концы этих обмоток объединены и подключены к точ- 20

28; U2,(Q) - сигнал с выхода второго 1-К-триггера 29. На фиг. 3 представлены также некоторые сигналы с выходов логических элементов 33-48 логических узлов 31-32. Индексы последовательностей сигналов соответствуют номерам логических элементов.

Особенностью построения и работы преобразователя является использование только двух напряжений вида Ug, Ug для формирования выходных нап15

ряжений и

го

и

21 J

и„Ли

22

А UB.

и).

ке соединения ключей третьей стойки, два однофазных демодулятора на ключах переменного тока с управляющими входами DM,, DM,, DM, DM, подключенные к вторичным обмоткам соответt-U t-i f , н D

Фазовый сдвиг этих напряжений состав- ствующих трансформаторов, причем одни ляет 120°. Кроме этого, для формиро- выводы демодуляторов объединены, вания двух модулированных напряжений Ug, Ug используется общая стойка ключей 2 и 3 модулятора. На управляющие входы М, М этих ключей 2-3 подают сигнал управления (фиг. 3) С неизменной частотой. На управляющие входы ключей 4-7 остальных стоек модулятора 1 сигналы управления

30

другие образуют два выходных вывода преобразователя и блок управления, включающий в себя задатчик частоты, связанный через первый делитель частоты с входом распределителя импульсов и счетным входом первого 1-К- триггера с парафазным выходом Q,,, Q , связанного с управляющими входами М ,

подают с большей или равной частотой 35 М третьей стойки ключ й модулятора.

(в отличие от известного устрой.ства, где сигнал управления формируют с большей, равной и меньшей частотой, что неоправданно усложняет структуру блока для управления преобразовате- 40 лем). Одинаковая частота коммутации силовьк ключей 2-7 модулятора и позволяет сформировать на двух силовых трансформаторах 10 и 11 переменное высокочастотное напряжение прямоу- 45 гольной формы, например, для трансформатора 10 на интервале i /3-27/3 (сигнал Uio на фиг. 3).

Отличие частоты коммутации:ключей 4-7 от частоты коммутации ключей 2-3 50 позволяет сформировать на интервале от -1Г/3 и от 2 ir/3 до переменное модулированное напряжение (например, U,Q фиг. 3). В этом случае на выходах демодуляторов 12 и 13 при 55 подключении к ним трехфазной нагрузки, соединенной в звезду без нулевого провода, будет сформировано трехфаз- йое напряжение с ШИМ.

так что ,, M Q, , и два логических узла, входами связанных с выходами распределителя импульсов, выходами - соуправляющими входами М, М,, М, Mg первых двух стоек клю чей модулятора и соответствующими уп13авляющими входами ключей демодулятора, а также второй и третий дели тели частоты, отличающий- с я тем, что, с целью упрощения, он снабжен вторым 1-К-триггером с пара- фазным выходом Q , Qg и логическим элементом 2И-НЕ, входами подключенным к выходам первого и второго делителей частоты, выходом - к входу третьего делителя частоты, счетному входу распределителя импульсов, выполненного по пересчетной схеме с парафазными выходами Q, Q,, Q Q Qy Qp и установочному I-входу первого триггера, счетный вход второго 1-К-триггера подключен к выходу второго делителя частоты, его установочный К-вход - к выходу третьего

0 20

15

0 Преобразователь постоянного нап- ряжения в трехфазное, содержащий модулятор в виде трех стоек ключей с управляющими входами М, М,, М, М, М, И,, два однофазных трансформатора, одни концы первичных обмоток которых подключены соответственно к точкам соединения ключей первых двух стоек ключей, вторые концы этих обмоток объединены и подключены к точ- 20

ке соединения ключей третьей стойки, два однофазных демодулятора на ключах переменного тока с управляющими входами DM,, DM,, DM, DM, подключенные к вторичным обмоткам соответ f

ствующих трансформаторов, причем одни выводы демодуляторов объединены,

ствующих трансформаторов, причем одни выводы демодуляторов объединены,

другие образуют два выходных вывода преобразователя и блок управления, включающий в себя задатчик частоты, связанный через первый делитель частоты с входом распределителя импульсов и счетным входом первого 1-К- триггера с парафазным выходом Q,,, Q , связанного с управляющими входами М ,

М третьей стойки ключ й модулятора.

так что ,, M Q, , и два логических узла, входами связанных с выходами распределителя импульсов, выходами - соуправляющими входами М, М,, М, Mg первых двух стоек ключей модулятора и соответствующими уп13авляющими входами ключей демодулятора, а также второй и третий делители частоты, отличающий- с я тем, что, с целью упрощения, он снабжен вторым 1-К-триггером с пара- фазным выходом Q , Qg и логическим элементом 2И-НЕ, входами подключенным к выходам первого и второго делителей частоты, выходом - к входу третьего делителя частоты, счетному входу распределителя импульсов, выполненного по пересчетной схеме с парафазными выходами Q, Q,, Q Q Qy Qp и установочному I-входу первого триггера, счетный вход второго 1-К-триггера подключен к выходу второго делителя частоты, его установочный К-вход - к выходу третьего .

5 1288870

делителя частоты, причем связи между выходами распределителя импульсов, 1-К-триггеров, входами логических узлов и их выходами выполнены реализующими следующие логические выраже- 5 ния:

M,QjQ,Q5 - , Mj Q2QiQ4 - ,Q,

DM, Q,Q4 - QI

DMj Q,Q5 + Q QS

третий выходной вывод преобразователя образован общей точкой демодуляторов, а первый, второй и третий делители частоты выполнены формирующими узкие импульсы с коэффициентами деления N, N±1, 2 соответственно, где N - любое целое число.

в,

ш

№

Viiz.2

I i I 1

i/,3 i/2« %

Uz6 УЮ

ll 105

%(бг)Ь-П-11

г %

1/54 % 35

/«2 (/5

П ГП

(4У%; lflM

I I I

VT

ШФ

р-

JLn

tru

тЛг

I I I

мм

м

wt

м

(JDt

«/1

шъ

Й/4

it/6

9

о/и

п

O/i

u/t

.

o/t

Cft

o/t

o/t

o/t

л

W

u/t

(t(c)

й/

о/б

(Ри.г.З

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источнике вторичного электропитания. Целью изобретения является упрощение устройства. Для формирования выходных напряжений используются два модулированные напряжения, сдвинутые друг относительно друга на 120 эл.град., для формирования которых используется общая стойка двух ключей модулятора. На управляющие входы этих ключей подают сигнал управления с неизменной частотой. На управляющие входы ключей остальных стоек модулятора сигналы управления подают с большей или равной частотой. Одинаковая частота коммутации силовых ключей модулятора позволяет сформировать на двух силовых трансформаторах переменное высокочастотное напряжение прямоугольной формы. Отличие частоты коммутации двух ключей модулятора от частоты коммутации остальных ключей позволяет сформировать переменное модулированное напряжение. В этом случае на выходах демодуляторов при подключении к ним трехфазной нагрузки, соединенной в звезду без нулевого провода, формируется трехфазное напряжение с ШИМ. 3 ил. (Л с ю эо 00 00 vj

Редактор Н. Егорова

Составитель 0. Парфенова .Техред А.Кравчук Корректор Н. Король

Заказ 7822/56

Тираж 683

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное