Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное Советский патент 1987 года по МПК H02M7/48 

фие, 1

13343222

Изобретение относится к силовой g, (где L - частота выходно- преобразовательной технике и может; го- напряжения; К - целое число) . Забыть использовано при построении ис- тем из полученного напряжения посред- точников вторичного электропитания ством демодуляции вьщеляют два напря- разнообразного назначения.жения с АИМ-частотой 3 f д, одно из

Цель изобретения - улучшение мае- которых (45) имеет вогнутую форму согабаритных показателей устройства. с: п/3 ступенями (в рассматриваемом

На фиг.1 представлена схема пред- случае ), другое (46) - выпуклую лагаемого преобразователя; на фиг. 2 ю Форму с п/3 ступенями. При этом амп- и 3 - временные диаграммы, поясняю- литуды ступеней напряжения 45 равны щие ее работу.амплитудам ступеней линейных выход. Преобразователь содержит высоко- ных напряжений в интервалах частотньш модулятор (инвертор) 1с О - Т/12, т.е . амплитуды напряжения согласующим трансформатором 2, отпай- is 45 в интервалах времени , t,-ty, ки 3 - 9 первой вторичной обмотки ко- , равны соответственно .амплитуде торого подключены к первому демодуля- линейного напряжения 47 (В-С) в ин- тору на ключах 10 - 15 переменного тервалах времени ,, , , тока, а отпайки 16 - 22 второй вто- , t7-tg, tg-t - амплитуде нап- ричной обмотки - к второму демодуля- 20 ряжения 49 (А-В), в интервалах, вре-. тору на ключах 23 -28 переменного то- мени t,-t,o, t,(,-t,,, -t,, ка, блок 29 управления и дополнитель- t,,,-t,4, t,4--t,5 амплитуде напряжения ные ключи 30-38 переменного тока, при 48 (А-С) и т.д. Амплитуды ступеней этом каждьй из выводов 39 и 40 демо- напряжения 46 равны амплитудам ступе- дуляторов включая и общий 41, через 25 ней линейных выходных напряжений в указанные ключи 30-38 переменного то- интервалах времени Т/12 - Т/6, т.е. ка соединены с каждым из выходных вы- амплитуды напряжения 46 в интервалах водов 42-44.времени , ,, t.-tj равны

На фиг.2 показаны напряжения 45 соответственно амплитуде линейного (и ) и 46 (и) соответственно на выхо- 30 напряжения 49 (А-В) , в интервалах дах первого и .второго демодуляторов, времени , t4-t5, 5- в ампли- а также формируемые на основе этих туде напряжения 47 (В-С), в интерва- двух напряжений выходные линейные лах времени , , tg-t, - напряжения 47-49.амплитуде напряжения 48 (А-С), в ин35 тервалах времени tg-t,(,. Ц-t,,, t,На фиг.З приняты с-ледующие обозна- -t - амплитуде напряжения 49 (А-В) чения: 50 - выходное напрушение моду- и т.д. Напряжение 48 (А-С) в интерва- лятора 1; .51-56 - импульсы управле- ле времени , напряжение 47 (В-С) ния, поступающие соответственно на в интервале времени напряже- ключи 10-15 переменного тока первого 40 ние 49 (А-В) в.интервале времени демодулятора; 57-62 - импульсы управ- .„-t,, получают путем суммирования на1Z а

ления, поступающие соответственно на пряжений 45 и 46. Таким образом, в ключи 23-28 переменного тока второго интервале времени напряжение демодулятора; 63 - напряжение, форми- 47 получают путем выборки из напряже- руемое на выходах 40 и 41 первого де- 45 ния 45 участка длительностью Т/12 модулятора; 64 - напряжение, получае- (), напряжение 49 - путем выбор- мое на выходах 39 - 41 второго демо- ки из напряжения 46 участка длитель- дулятора; 65-73 - импульсы управле- ностью Т/12 (.), а напряжение ния, поступающие соответственно на 48 - путем выборки из суммы напряже- ключи 30-38 переменного тока; 74(), 50 ний 45 и 46 участка длительностью 75(А-С), 76(А-В) - линейные напряже- Т/12 (t(,-t,). В интервале времени ния (аналогичные 47-49 на фиг,2). б напряжение 47 получают путем

Алгоритм преобразования постоянно- выборки из напряжения 46 участка дли- го напряжения в трехфазное п-ступей- тельностью Т/12, напряжение 49 - пу- чатое основан на предварительном пре- 55 выборки из напряжения 45 участка образовании постоянного напряжения длительностью Т/12, напряжения 4Й - в переменное повьшенной частоты, при- путем выборки из Ьуммы напряжений 45 чем рабочая частота этого напряжения и 46 участка длите тьностью Т/12 выбирается любой величины и равна и т.д.

Устройство преабраэования постоянного напряжения в трехфазное п-сту- пенчатое работает следующим образом.

Высокочастотньй модулятор 1 форми- рует на выходе прямоугольное напряжение 50 частотой ,,. На выходах 39-41 второго демодулятора формируется напряжение 64 (U ), а на выходах

40 и 41 первого демодулятора - напря- ю паек 19-20, 19-18,,.. При полученных жение 63 (U,). Принцип получения нап- напряжениях 63 и 64 за счет переклю- ряжений 64 (и) и 63 (U) иллюстрируза счет переключения отпаек 6-9, 6-3 Напряжение 64 в интервалах времени , t,g-t,. .. формируется за счет переключения отпаек 19-22, 19-16, в интервалах времени Ц-tg, g-tjo. за счет переключения отпаек 19-21, 19-17, в интервалах времени tg-t, ,... - за счет переключения отют диаграммы напряжений 51-56 и 57- 62. В интервале времени , импульсы 54 и 62 управления поступают соответственно на ключи 13 и 28 переменного тока на выходах 40 и 41 и 39-41 первого и второго демодуляторов формируются соответствующие ступени напряжений 63 и 64.

Числа витков секций первой вторичной обмотки, расположенньк симметрично относительно среднего О твода, должны быть попарно равны: - W,.,W,,,, ;

чений ключей 30-38 переменного тока на выходных вьшодах 42-44 формируется трехфазное п-ступенчатое напряжение.

15 В интервале времени импульсы 67, 69 и 71 управления поступают соответственно на ключи 32, 34 и 36 переменного тока, чем обеспечивается подключение к выходным выходам В-С

20 (43-44) напряжения 63 (U,), к выходным вьшодам А-В (42-43) - напряжения 64 (Uj) , а к выходным вьгеодам А-С (42-44) прикладывается сумма напряжений 63 и 64. В интервале времени

25

W

6-8

t,lt24импульсы 67, 68 И 72 управле2.1

ния поступают соответств енно на ключи 32, 33 и 37 переменного тока, чем обеспечивается подача к выходным выводам В-С (43-44). суммы напряжений

W,., W,.3 W,., ,

а напряжения на этих секциях должны быть равны соответствующим амплитудам ступеней напряжения 63 (U) .

Аналогично для второй вторичной обмотки должны выполняться условия:

W,,.,,,.j, ;

W,, W,,j.,.2 t W,,,,.,,

a напряжения на этих секциях должны быть равны соответствующим амплитудам ступеней напряжения 64 (U).

В интервале времени t, -t импульсы 53 и 57 управления Поступают соответственно на ключи 12 и 23 переменного тока и на выходах 40 и 41 и 39-41 первого и второго демодуляторов фор- мируются ступени напряжения такой же амплитуды, что и в интервале времени ,. Последовательности импульсов 51-62 управления,.поступающие на ключи переменного тока демодуляторов, наглядно поясняют принцип формирования исходных напряжений 63 и 64. Уточним, что напряжение 63 в интервалах времени , ,. . . формируется за счет переключения отпаек 6-7 и 6-5 вторичной обмотки согласующего трансформатора 2, в интервалах времени , ,. .. за счет переключения отпаек 6-8 и 6-4, в интервалах времени

-g 16

г Чо

паек 19-20, 19-18,,.. При полученных напряжениях 63 и 64 за счет переклю-

за счет переключения отпаек 6-9, 6-3. Напряжение 64 в интервалах времени , t,g-t,. .. формируется за счет переключения отпаек 19-22, 19-16, в интервалах времени Ц-tg, g-tjo. за счет переключения отпаек 19-21, 19-17, в интервалах времени tg-t, ,... - за счет переключения отпаек 19-20, 19-18,,.. При полученных напряжениях 63 и 64 за счет переклю-

чений ключей 30-38 переменного тока на выходных вьшодах 42-44 формируется трехфазное п-ступенчатое напряжение.

В интервале времени импульсы 67, 69 и 71 управления поступают соответственно на ключи 32, 34 и 36 переменного тока, чем обеспечивается подключение к выходным выходам В-С

(43-44) напряжения 63 (U,), к выходным вьшодам А-В (42-43) - напряжения 64 (Uj) , а к выходным вьгеодам А-С (42-44) прикладывается сумма напряжений 63 и 64. В интервале времени

25

t,lt24импульсы 67, 68 И 72 управления поступают соответств енно на ключи 32, 33 и 37 переменного тока, чем обеспечивается подача к выходным выводам В-С (43-44). суммы напряжений

30 63 и 64, к вьпсодным вьшодам А-В (42- 43) - напряжения 64 (U), а к выходным выводам А-С (42-44) - напряжения 63 (и,) и т.д. Последовательности импульсов 65-73 управления, поступаю32 щих на ключи 35-43 переменного тока

демодуляторов, наглядно поясняют при- нцип формирования трехфазного напряжения на выходных вьшодах 42-44. Количество ключей переменного тока N на вторичной стороне определяется по

40

выражению:

45

50

55

N,5

Таким образом, в результате повышения рабочей частоты силового транс- .форматора, использования вторичных обмоток для формирования напряжений всех фаз и оптимального соотношения количества витков вторичных обмоток наблюдается улучшение массогабаритных показателей однофазного силового трансформатора в преобразователе с трехфазных выходным напряжением.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное по

авт.св. № 917283, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, каждая из двух его вторичных обмоток

2N

3) дополнительными от133

снабжена

(у водами, которые через дополнительные ключи переменного тока соединены с общей точкой ключей, подключенных к крайним выводам обмоток, при этом число витков секций между отводами

первой W

W

-WN

ъ вторичных обмоток

и второй ,, „ , относительно

6

их отводов выбирают из соотношений:

...

К(о

W,,a

W,

2,4

W

к

(2)

W

г.г

К

(У.

К/

Wvi

(N/3)

WN/j.i

Кл

.., (. (2М/0

где К - коэффициент, равный отношению Напряжений j-й ступени и амплитуды первой гармоники выходного N-ступенчатого напряжения (,2,3,..., 2м(; N 3, 6., 9, 12...).

5

49

Pus. 2

вб

VII i29 135 tig М tSZ tse

iffr I WIS3 159

tfp 7

7/ 72

JH Wi2 ilXt36 iSt/

Г

:f, г/t tf6

. II

T/y {22tZ6i32 tfi5fi60

Ц til H7 i3Stf/tii50iS6

ji:

ГI

д

39,1 t

Изобретение относится к преобразовательной технике, м.б. использова-t- - иог / v Y v-v- rY v -Y rV prY V O Y Y Y 7, 8. 9 ,Щгд 20, 10 1Г 0 30 /31 7К 81 91 }Щ.Щ 1И Щ. 13/ lit/ 15/ 23/ 25/ 26/ - , S - 4 / /I3/J /J5/ 27/ 29/ ч J5. - но при построении источников вторичного электропитания. Целью является улучшение массогабаритных показателей. Устройство содержит инвертор 1 с согласующим трансформатором 2. Отпайки 3-9 первой вторичной обмотки подключены к первому демодулятору на ключах переменного тока (КПТ) 10-15, а отпайки 16-22 второй вторичной обмотки подключены к второму демодулятору на КПТ 23-28. Выводы демодуляторов 39-41 через дополнительные КПТ 30-38 соединены с выходными выводами 42-44. Поставленная цель достигается за счет повьшения рабочей частоты трансформатора, использования вторичных обмоток для формирования напряжений всех фаз и оптимального соотношения количества витков вторичных обмоток. 3 ил. с (Л Y 27/ 29/ ч J5. - 00 :А: U) ю /38 I 14)

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 3976/54Тираж 659

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

Составитель Г.Мыцык

Техред М.Ходанич Корректор А.Зимокосов

Подписное