Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение Советский патент 1989 года по МПК H02M7/5395 

3149

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода.

Цель изобретения - улучшение формы кривой выходного напряжения.

На фиг.1 показана принципиальная схема преобразователя; на фиг,2 - принципиальная схема системы управ- ления преобразователем; на фиг.З - диаграммы, поясняющие принцип формирования импульсов управления ключами преобразователя; на фиг.4 - табли

ца истинности программируемого пос- тоянного запоминающего устройства.

Преобразователь (фиг.1) содержит однофазный инвертор, выполненный на ключах 1-4, выход которого нагружен на первичную обмотку трансформатора 5. Секции 6 и 7 основной вторичной обмотки трансформатора 5 подключены через дополнительные вторичные обмотки 8 и 9 и ключи 10-20. переменног тока к выходным выводам А, В, С пре- образователя.

Блок управления (фиг.2) праобразо ; вател ем содержит задающий генератор 21, выход которого соединен через триггер 22 и блок 23 буферных усили- телей с управляющими цепями ключей 1-4 инвертора. Кроме того, вькод задающего генератора 21 подключен к входу двоичного счетчика 24 импуль- .сов, нагруженного на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 25. Выходы 26-36 последнего соединены через блок 23 с управляющими входами ключей 10-20 преобразователя, причем номера выхо- дов блока 23 соответствуют номерам ключей, к которым они подключены.

Диаграммы 37-52 (фиг.З) представляют формы импульсов на выходах еле- дующих элементов: 37 - задающего ге- нератора 21; 38, 39 - прямого и инверсного выходов триггера 22 (импульсы управления ключами 1-4 инвертора) 40 - трансформатора 5; 41-51 - на выходах 26-36 устройства 25 (импульсы управления ключами 10-20 соответственно); 52 - преобразователя (форма выходного фазного напряжения

и,).

Преобразователь работает следующим образом.

Задающий генератор 21 (фиг.2) фомирует последовательность импульсов 37 (фиг.З), которая .поступает на

0

0 5 0

5

0

5

вход триггера 22 и вход двоичного счётчика 24, с коэффициентом пересчета, равным 15, Сигналы 38 и 39 прямого и инверсного выходов триггера 22 усиливаются блоком 23 буферных усилителей и поступают на управляющие цепи ключей 1-4 инвертора. С выхода счетчика 24 импульсы поступают на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 25, логические состояния выходов 26-36 которого в зависимости от кода адреса представлены на фиг.4. Причем уровень логического О на входе блока 23 обеспечивает.закрытое состояние силового ключа преобразователя, а уровень логической 1 - открытое. В результате формируются необходимые последовательности 41-51 импульсов управления силовыми ключами преобразователя.

При этом на обмотках трансформатора 5 формируется напряжение 40 (фиг.З), а на фазе нагрузки, соединенной звездой, восьмиступенчатое напряжение 52. Амплитуды ступеней с

первой по восьмую равны -о У Q 9ТТ и 8U „.. 10U - „ .

з -з

амплитуда напряжения на каждой из дополнительных обмоток 8 и 9.

Напряжения на секциях 6 и 7 трансформатора 5 должны быть равны 2U и Зи, т.е. числа витков секций основной вторичной обмотки трансформатора и его дополнительных обмоток относятся между собой как 3:2:1:1. Полупериод выходного напряжения .52 можно разделить на 15 равных интервалов..

На первом интервале в соответствии с таблицей на фиг.4 отпираются ключи 1, 2, 12, 15, 16, 18 (диаграммы 38, 43, 46, 47, 49). Через замкнутые ключи 18, 16, 12 к выходным выйо-. дам А, В прикладывается сумма напряжений обмотки 8 и секции 6, равная Зи. К выводам В, С. через ключи 12 и 15 прикладывается сумма напряжений секций 6 и 7, равная (5U), а к выходам С, А через ключи 15, 16 и 18 - разность напряжений секции 7 и обмотки 8, равная 2U. При этом фазные напряжения нагрузки, соединенной звездой, равны:

и дв - и С.Л

- 5

3U-2U .и

з

, 3 .

- 5у-3у 3

-8y 3

7U

Uc -(U,+U,) ..e. формируется- первая положительная, шестая отрицательная и пятая положительная ступени фазных напряжений и,, и g, и с.

На втором интервале замыкают ключи 2, 3, 13, 14, 17 и 18, меняется полярность напряжений на обмотках трансформатора 5. К выводам А, В че- рез ключи 18, 17 и 13 прикладывается сумма напряжений обмотки 9 и секции 7, равная.4U, к выводам В, С через ключи 13 и 14 - сумма напряжений секций 6 и 7,равная (-5U), к выводам С, А через ключи 14, 17 и 18 - р-азность напряжений секции 6 и обмотки 9, равная U. Фазные напряжения становятся равными и, -3U, 2U, т.е. формируется вторая положительная, седьмая отрицательная и четвертая положительная ступени фазных напряжений. На следующих интервалах работа преобразователя происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 37-51 (фиг.З).

Подключение любой ветви схемы с помощью управляемых ключей с двухсторонней проводимостью обеспечивает возможность прохождения тока в двух направлениях и постоянство разности потенциалов фаз в течение каждого интервала. Это обуславливает работоспособность преобразователя при любом коэффициенте МОЕШОСТИ нагрузки с неизменной формой кривой выходного напряжения.

10

.20

- 5 я 4959646

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисйнусоидаль- ное напряжение, содержащий однофазный инвертор, выходом подключенный к первичной обмотке трансформатора, основная вторичная обмотка которого содержит промежуточный отвод, а также три группы ключей переменного тока по . три ключа в каждой, одни- силовые выводы которых соединены с выходньми выводами преобразователя, а другие объединены в три общие точки, дв,е из которых подключены к концам основной вторичной обмотки трансформатора, а третья точка ключей соединена с ее промежуточным отводом через две параллельные ветви, которые содержат по ключу переменного тока и дополнительной вторичной обмотке трансформатора, причем дополнительные обмотки включены встречно, и блок управления, содержащий задающий генератор, выход которого соединен с входами триггера и последовательно связанной цепи, состоящей из счетчика импульсов и программируемого постоянного запоминающего устройства, выходы которого также, как и выходы триггера, через блок буферных усилителей соединены с управляющими цепями силовых ключей инвертора и ключей переменного тока соответственно, отличающий- с я тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного напряжения, числа витков секций основной вторичной обмотки трансформатора, разделенных промежуточным отводом, и его дополнительных вторичных обмоток относятся между собой, как 3:2:1:1, а в программируемое постоянное запоминающее устройство введена программа в соответствии с таблицей истинности, приведенной на фиг.4.

25

30

35

40

гг

м

iff

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения - улучшение формы кривой выходного напряжения. Преобразователь содержит однофазный инвертор на силовых ключах 1-4, выход однофазного инвертора подключен к первичной обмотке трансформатора 5. Основная вторичная обмотка трансформатора 5 имеет промежуточный отвод, разделяющий ее на секции 6 и 7. Три группы ключей 10-15 и 18-20 переменного тока по три ключа в каждой подключают выводы вторичной обмотки трансформатора 5 к выходным выводам преобразователя. При этом промежуточный отвод вторичной обмотки трансформатора 5 соединен с ключами 18-20 переменного тока через две параллельные ветви, которые содержат по ключу 16 и 17 переменного тока и дополнительной вторичной обмотке 8 и 9 трансформатора. Числа витков секций 6 и 7 основной вторичной обмотки трансформатора и его дополнительных вторичных обмоток 8 и 9 относятся между собой как 3:2:1:1. Инвертор работает на повышенной промежуточной частоте, кратной выходной, и на вторичных обмотках трансформатора формируются прямоугольные напряжения, которые алгебраически суммируются в различных сочетаниях. Результирующее напряжение с помощью ключей переменного тока демодулируется в трехфазное низкочастотное, близкое по форме к синусоидальному. 4 ил.

Я„

L

L й|

. IL L Я.

J5 Д5

2J

л

JH

JS

J6

J7 fS

J9 20

фуг. J

фиеЛ