Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное Советский патент 1988 года по МПК H02M5/02 

Изобретение относится к электроехнике и может быть использовано при остроении систем управления вентильых регулируемых электроприводов и нверторов, входяишх в состав агрегаов гарантированного питания.

Цель изобретения - расширение ункциональйых возможностей путем обеспечения преобразования напряже- ю ия при изменении в широком диапазоне входной частоты.

На чертеже изображена схема преобразователя однофазного напряжения в трехфазное,15

Устройство содержит однофазный задающий генератор 1, формирователь 2 фазы и сумматор 3, выполненный из усилителя 4 постоянного тока. Между выходом усилителя 4 постоянного тока 20 и его инвертирующим входом включен резистор 5 отрицательной обратной связи, между инвертирующим входом усилителя постоянного тока первым и вторым входами сумматора включены соот- 25 ветственно первый 6 и второй 7 вход- ные резисторы.

Выход однофазного задающего генератора 1 соединен с выходом формирователя 2 фазы и с первым входом сум- зО матора 3, второй вход которого подключен к выходу формирователя 2 фазы, а первый 8, второй 9 и третий 10 выходные вьшоды (выходы)преобразователя однофазного напряжения в трехфазное соединены соответственно с выхо- дом однофазного задающего генератора 1, с выходом сумматора 8 и выходом формирователя 2 фазы,

Формирователь 2 фазы выполнен из .« усилителя 11 постоянного тока, между выходом которого и его инвертирующим входом включен резистор 12 отрицательной обратной связи, между входом формирователя фазы и инвертируюдам и не- - инвертирующим входами усилителя 11 постоянного тока включены соответственно резистор 13 и конденсатор 14, Между неинвертируюш т входом усилителя 11 постоянного тока и общей шиной включен управляемьй резистор 15, управляющий вход которого соединен с выходом блока 16 преобразования период- напряжение, вход которого соединен с входом формирователя фазы 2,

Устройство работает следующим образом.

На выходе однофазного задающего генератора 1 формируется синусоидаль50

55

«

0

5

ное напряжение U i -fJ sitirot с пмпли- тудой и, и круговой частотой (J, которое является также выходным напряжением с нулевой фазой (выход 8) преобразователя однофазного напряжения в трехфазное.

Выходное напряжение блока 16 преобразования период-напряжение линейно зависит от измеряемого периода Tg входных синусоидальных колебаний (Ot и обратно пропорционально входной частоте

Ueb,x,,rK./V где К, - коэффициент передачи блока

преобразования период-напряжение,

В установившемся режиме номинальному значению частоты на выходе блока 16 преобразования период-напряжение (и на входе управляемого резистора 15) соответствует номинальное значение управляющего напряжения Uynpp, Приложенному значению управляющего напряжения Uynp соответствует номинальное значение сопротивления R управляемого резистора 15

где .Кд - коэффициент передачи управляемого резистора. Сдвиг по фазе между выходными и входньми колебаниями формирователя фазы 2 равен

Cf(a)o) arct6 (),

где ,Rp - постоянная времени, соответствующая величине R управляемого резистора 15,

При изменении входной частоты на выходе блока преобразования период- напряжение каждому текущему значени о fj соответствует свое значение управляющего напряжения K,/f; , что, в свою очередь, определяет величину RJ управляемого резистора 15, т,е.

Фазовый сдвиг между выходами и

входньтми колебаниями формирователя фазы 2 равен

Cf (со; )arctB 2ы;Т; /(ш TJ-l) ,

где - постоянная времени, соответствующая величине управляемого резистора 15,

- 1 1

Отногаениг

tgcp; fiP;

щ fo Ra ni-.

только в том случае, если f;R;/fo o const, что автоматически выполняется в предлагаемом формирователе 2 фазы.

Действительно,

i i lHilPi L 1

foRo

f

1 ynpo

K,7f;

Таким образом при изменении часто

ты входного сигнала в широких преде- лах фазовый сдвиг между выходными и входными колебаниями формирователя 2 фазы, а следовательно, и на выходе 10 преобразователя однофазного напряжения в трехфазное остается постоянным и не зависит от частоты.

Для получения фазового сдвига О (аз) 120 эл.град. необходкбй, чтобы .

Модуль коэффициента передачи фор- мирователя 2 фазы определяется только отношением резисфоров 12 и 13.и при их равенстве всегда равен единице. Таким образом и коэффициент передачи формирователя фазы 2 не зависит от частоты входного сигнала.

Предположив, что величины сопротивлений, входяших в состав сумматора 3, резисторов 5-7 относятся между собой как 1:1:1, найдем напряжение Ug,,,, на выходе 9 преобразователя однофазного напряжения в трехфазное

и,

bbllf

-П-и sinot+l-U..sin(wt+120° )

; -Г- - sinat+ --я coE6)t+sinOtj Uj

-4-0

-, sincJt- -i costot

(cot-120 ).

Таким образом, выходные напряжения устройства и,,, Ugbixu представ0

s

0

5 Q

0

5

ляют собой напряжения, фазы которых сдвинуты одна относительно другой На 120 эл. град.

Формула изобретения

Преобразователь однофазного напряжения р трехфазное, содержащий однофазный источник напряжения, выход которого образует один из выходных выводов и соединен с входом формирователя фазы и с первым входом сумьшто- ра, второй вход которого, соединенный с выходом формирователя фазы, и выход образуют соответственно два других выходных вывода и общую щину, причем формирователь фазы состоит из инвертирующего усилителя постоянного тока, во входную цепь которого включен ЕС-трехполюсник, а в цепь отрицательной обратной связи - резистор, сумматор включает другой инвертирующий усилитель постоянного тока, между выходом которого и его инвертирующим входом включен резистор отрицательной обратной связи, между инвертирующим входом и первым и вторым входами сумматора включены соответственно первый и второй входные резисторы, а неинвертирующий вход итого усилителя соединен с общей шиной, о т л и- ч а }о .щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения преобразования напряжения при изменении в широком диапазоне входной частоты, формирователь фазы двполнительно снабжен блоком преобразования период-напряжение и управляемым резистором, причем вход блока преобразования период-напряжение соединен с входом формирователя фазы, а его выход - с управляющим входом управляемого резистора., включенного между общей щиной и неинвертирующим входом усилителя постоянного тока формирователя фазы.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении систем управления вентильных регулируемых электроприводов и инверторов, входящих в состав агрегатов гарантированного питания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения преобразования напряжения при изменении в широком диапазоне входной частоты. Устройство состоит из последовательно соединенных задающего генератора 1, формирователя фазы (ФФ) 2 и сумматора 3. При этом выходы генератора 1, ФФ 2 и сумматора 3 образуют выходные вьшоды 8-10, а свободный вход сумматора 3 соединен с выходным выводом 8. ФФ 2 и сумматор 3 выполнены на инвертирующих усилителях I1 и 4 соответственно с отрицательной обратной связью. Введение в ФФ 2 блока 16 преобразования период-напряжение, входом соединенного с входом ФФ 2, и управляемого резистора 15, включенного между нулевой шиной и неинвертирующим входом усилителя 11 и соединенного по входу управления с выходом блока 16, обеспечивает постоянство сдвига по фазе между выходными и входными колебаниями ФФ 2 независимо от изменения частоты входного сигнала и постоянный фазовый сдвиг выходных напряжений устройства. 1 ил. Ф (Л 4;ik ее tvd 05