Трехфазный инвертор с квазисинусоидальным выходным напряжением Советский патент 1988 года по МПК H02M7/538 

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в трехфазное переменное напряжение квазисинусоидальной формы.

Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения йнвер- тора.

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого трехфазного инвертора с квазисинусоидальным выходным напряжением с тремя ступенями на чет верти периода; на фиг.2 - временные диаграммы выходных фазных напряжений с алгоритмом включенных состояний ключевых элементов (в виде таблицы) за время одного периода.

Трехфазный инвертор (фиг,1) содержит трехфазньщ трансформатор с отводами и выводами 141-1.6 первичных обмоток, основной трехфазный мост на управляемых ключевых элементах 2-7 шунтированных возвратными диодами 8 - 13, дополнительный трехфазный мост на управляемых ключевых элементах 14 - 19, шунтированных встречно- включенными управляемыми ключевыми элементами 20 - 25, и блок 26 управления.

Трехфазный трансформатор содержит три фазные обмотки на первичной стороне, которые соединены в звезду, и три фазные обмотки на вторичной стороне. Каждая первичная фазная обмотка состоит из последовательно соединенных основной (с числом витков W и дополнительной (с числом витков Wj-W) секций. С помощью управляемых ключевых элементов 2 - 7 и 14 - 1У сещии первичной обмотки соединяются с входгшми выводами, участвуя в формировании выходного напряжения одновременно всех трех фаз. Каждая вторичная фазная обмотка трансформатора имеет фиксированное -число витков W,j и служит дпя получения за- данной величины выходной ЭДС из фаз

- BS

Магнитопровод выходного трансформатора выполнен трехфазным.

Трехфазный инвертор работает следующим образом.-

Блок 26 управления коммутирует ключевые элементы в соответствии с .приведенным алгоритмом. При этом включение элементов 2-7 обеспечива5

0

5 0

5 0 5 0

5

ет подключение к положительному или отрицательному входному выводу отводов 1,1 и. первичных обмоток трансформатора с числом витков W,, а включение, элементов 14 - 19 - отводов 1.2, 1.4 и 1.6 первичных обмоток трансформатора с числом витков Wj. Возвратные диоды 8 - 13 и управляемые ключевые элементы 20 - 25 обеспечивают работу преобразов-ателя на активно- индуктивную нагрузку. Применение управляемых ключевых элементов 20 - 25, а не диодов, вызывается необходимостью исключения коротких замыканий дополнительных фазных обмоток первич- ной стороны трансформатора при под- .ключении соответствующих им отводов 1.1, 1.3и 1.5 к источнику питаьшя.

При формировании выходных фазных напряжений, например, в интервале времени от нуля до Т/12 включены ключевые элементы 14, 4, 7 и 20. Отвод 1.2 первичных обмоток трансформатора с числом витков W подключается к отрицательному .входному выводу клю-. чевым элементом 14 при активной нагрузке или ключевым элементом 20 при активно-индуктивной нагрузке, отвода 1.3 и 1.5 первичных обмоток трансформатора с числом витков W,, подклюг- чаются соответственно к отрицательному и полозкительному входному выхо- . ду ключевыми элементами 4 и 7. Закрытые ключевые элементы обратного тока 22 и 25 исключают короткое замыкание дополнительных обмоток фаз В и С первичной стороны трансформатора через элементы 4 и 22, 7 и 25 соответственно.На данном интервале времени 1д + + Ig + (- о (фиг.2), что подтверждает факт синтезирования трехфазного напряжения.

Формирование величин выходных фазных напряжений на остальных интервалах времени осуществляется аналогично.

Выбор соотношения секций чисел витков первичных обмоток трехфазного трансформатора производят так, чтобы обеспечить формирование кривой многоступенчатого напряжения с минимальным коэффициентом гармоник при заданном числе ступеней на четверти периода. Так, для конкретного примера реализации предлагаемого инвертора при К 1 соотношение Wj/W 2,73.При этом в. выходном фазном напряжении

присутствуют только высшие гармоники с номером 12 N ± 1, где N 1, 7 Ч

f J f t т л

Формула изобретения

1. Трехфазный инвертор с квазисинусоидальным выходным напряжением, содержащий основной и К дополнитель - ных трехфазных мостов управляемых ключей, соединенных по входу параллельно , а выходом подключенных к крайним выводам и промежуточным отводам первичной обмотки трехфазного вы- ходного трансформатора, отличающий ся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения, основной трехфазньй мост выполнен на управляемых ключах односторонней приводимости, шунтированных возвратными диодами, дополнительные трехфазные мосты выполнены на управляемых ключах переменного тока,выходной трансформатор выполнен на трехфазном магнитопроводе, а его первичные обмотки соединены звездой и име- ют К.промежуточных отводов в каждой фазе, причем первый, ближайший к общей точке звезды, промежуточный отвод подключен к выходным выводам основного трехфазного моста управляемых ключей, а последующие промежуточные отводы и крайний вывод первичной обмотки подключены к выходным выводам соответствующих дополнительных трехфазных мостов управляемых ключей.

2. Инвертор по п., от. личaюг- щ и и с я тем, что.при К 1 промежуточный отвод первичной обмотки в каждой фазе выходного трансформатора расположен так, чтобы отношение числа витков секции между данным отводом и общей точкой звезды к числу витков секции между данным отводом и крайним выводом было равно 1-:1,73.

Изобретение относится к электротехнике, в частности, преобразовательной технике, и может быть использовано в системах электропитания. Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения. Преобразователь содержит блок управления, основной трехфазный мост ключевых элементов с шунтирующим трехфазным мостом диодов обратного тока, К дополнительных трехфазных мостов ключевых элементов с пгунтирующими трехфазными мостами ключевых элементов обратного тока. Выходной трехфазный трансформатор содержит основную и К дополнительных обмоток каладой фазы на первичной стороне. Выходы первого дополнительного трехфазного моста, подключены через первые дополнительные фазные обмотки к выходам основного трехфазного моста. Выходы каждого последующего дополнительного трехфазного моста подключены через очередные дополнительные фазные обмотки к выходам каждого предыдущего дополнительного трехфазного моста, а входы дополнительных трехфазных мостов подключены параллельно входу основного трехфазного моста. Выбор соотношения чисел витков производят таким образом, чтобы обеспечить формирование кривой многоступенчатого напряжения с минимальным коэф. гармоник при заданном числе ступеней четверти периода. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. -1 (Л со О5 со со

ОА

C 0

фиг. 2