Преобразователь напряжения Советский патент 1990 года по МПК H02M5/14 

Фиг.1

Нзобрететаде относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования одиофазног о нахтряже шя Ш1И напряжения постоянного тока в трехфазное, н может использоваться в системах автономного энергоснабжения, где появляется необходимость обеспечения питанием трехфазных потребителей от однофазного источника или источника постоянного тока с ре- гул фованием частоты выходного напряжения о

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей повышения стабильности парамет- pcJB выходного напряжения-, при измене- HJte его частоты в широком диапазоне

На фиг о 1 приведена блок-схема П1|еобразоватёля напряжения; на ФИГ о 2 а, б - векторные диаграммь, по- яйняющие npHHiUin получения симммет- ручного трехфазного напряженияс

Преобразователь напряжения состоит ИЗ блока 1 питания, подключенного к входу задающего генератора 2, блока 3 сдвига фазы напряжения, соединенного с входа ш блока 4 суммирования „Б.ГЕО- ки 3 и 4 включены между задающий генератором 2 и усилительным блоком 5 (1|силителем мощности) Блок 3 сдвига фазы напряжения состоит из двух симметричных каналов, каждый из которых содержит по четьфе фaзocдвигaюu иx ajJEeMeHTa 6 - 9 и 10 - 13 соответст- Первые фазосдвигаюсще элементы 6 :и 10 связаны с задающим генератором 2 ;через повторитель 14, согласующий вз|:одной сигнал блока 3 и выходной citrHaji генератора 2 о Фазосдвигающие элементы 6-13 реализованы на базе операционных усилителе;й (ОУ), на входе которых стоят настраиваемые RC-це- пйо Блок 4 сз ммирования состоит из двух суммирующих элементов 15 и 16, также реализованных: на базе ОУо

Преобразователь работает следующим образом

Преобразуемое (входное) напряжение поступает в зависимости от рода тока Ш1 один из входов блока 1 питанияс Если преобразуемое напряжение однофазное, то в блоке 1 оно сначала выпрямляется, сглаживается и стабилизируется, а затем поступает на вход задающего генератора 2 Если входное напря- жет1е постоянное, то оно стабилизир}г- ется и также поступает па вход генератора 2 о Блок 1 обеспеч:ивает питание

20

стабипизированным нaпpяжeIП eм электронной части устройства (блоки 3 и 4), а также усшв1тельного блока 5 (связи

с упомянутыми блоками на фиг о 1 не

показаны)о Таким образом, питание осуществляется от сети, напряжение которой требуется преобразовать.

Задающий генератор 2, выполненный

Q на базе двухтактной транзисторно-трансформаторной схемы, обеспечивает формирование синусоидального сигнала с минимально возможными искажениями синусоидальности кривой, который постуj 5 пает на вход блока 3, В генераторе 2 предусмотрен регулирующий элемент (потенциометр) , позволяющий изменять частоту синусоидального сигнала без изменения его амплитуды в широком диапазоне (от 20 Гц до 20 кГц)„

Блок 3 сдвига фазы напряжения обеспечивает получение двух синусо щаль- ных напряжений и сдвиг их фазы на 90 одно относительно другого о В диапазо25 не частот от 20 Гц до 20 кГц фазо- сдвигающие элементы 6 - 9 и 10 - 13 (двух каналов блока 3 соответственно) обеспечивают постоянство сдвига выходных напряжений во всем диапазоне возможного изменения частоты входного напряжения блока 3, предварительно прошедшего через повторитель 14 Достигается это за счет соответствующей настройки RC-цепей каждого из фазосдвигаю- пщх элементов 6 - 13 на свою частоту, при которой в указанном диапазоне изменения частоты фазовый сдвиг для каждого элемента остается постоянным Точность сдвига выходных напряжений .

40 блока 3 во всем диапазоне изменения частоты при тщательной настройке и выборе стабильных емкостей (С) и точных сопротивлений (R) элементов остается не хуже 2 „ Компенсация сдвига

45 выходных напряжений в пределах указанной точности (90-2) при получении симметричного трехфазного напряжения достигается в блоке 4 о

С выхода блока 3 напряжения ид и

ср, U.f поступают на вход блока 4 сдвинутыми на 90° одно относительно другого „ Причем их амплитудные значения равны ( UmA V

Рассмотрим полз чение трехфазного

55 симметричного напряжения в блоке 4 суммированияо

Пусть Up и j sin tot, тогда

30

35

и

и sin (со t - 90) -U cosCO t

и

и sin (со t - 90) -U cosCO t

(на фиг о 2а - вектор А отстает от вектора А на 90 )„

Блок 4, как указано выше, состоит из двух суммирующих элементов 15 и 16. Весовые коэффициенты (Кд, коэффициенты передачи) подобраны так (Кд -0,5; Кд ,87), что на его инвертирующем входе происходит геометрическое сложение двух упомянутых напряжений, позволяющих получить напряжение Ug (вектор С, сдвинутый относительно вектора А на 120°, - фиго 2а)

6105636

обеспечивающие стгметрию напряжений и компенсацию неточности сдвига напряжений и и ид о

Далее полученное выходное напряжение поступает на вход усилительного блока 5, который может быть реализован различными техническими средствами и элементами, обеспечивающими (О передачу синусоидальных напряжений без искажений на выход блока 5

Таким образом, обеспечивается последовательное преобразование питающего напряжения в симметричное трехфаз

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автономного энергоснабжения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет повышения стабильности параметров выходного напряжения при изменении его частоты в широком диапазоне. Устройство состоит из последовательно соединенных блока 1 питания, задающего генератора 2, блока 3 сдвига фазы напряжения, блока 4 суммирования и усилительного блока 5. Введение блока 4 и указанное соединение блоков обеспечивают последовательное преобразование питающего напряжения в симметричное трехфазное с постоянными значениями амплитуды и угла сдвига между фазными напряжениями в широком диапазоне изменения его частоты. 2 ил.

UP КдЦд + Кд.ид1 -0,5U sinfjt + 15 ое напряжение. Причем такие параметры выходного напряжения, как а П1ЛИ- - тудпое значение, угол сдвига между фазными напряжениями остаются неизменными при изменении регулировании 20 частоты в диапазоне от 20 Гц до 20 кГцо

+0,87l cosCO (0,87cosCO t-0,5sinQt) Uj(cosWt sin 120°+sinCOt cos 120°) U sin (CO t + 120°)

Аналогично получают напряжение Ug вектор В на фиг„ 26), только в данном случае весовые коэффициенты суммирующего элемента 16 выбраны равными минус единице:

-UA-U -U sinCOt А C

т

-и sin((0t 4- 120 )-и ( +

гоffl

+sinCOt cos 120 cosCOt) Uj(sin4)t cos 120°-cosat sin 120 ) (COt - 120°)

Таким образом, на выходе блока 4 получена симметричная система напряжений и , UB, U( о

.Для получения требуеЬ1Ых (необходимых) коэффициентов передачи суммирующих элементов 15 и 16 блока 4 используются их подстроечные сопротивления.

ое напряжение. Причем такие параметры выходного напряжения, как а П1ЛИ- тудпое значение, угол сдвига между фазными напряжениями остаются неизменными при изменении регулировании частоты в диапазоне от 20 Гц до 20 кГцо

Формула изобретения

Преобразователь напряжения, содержащий усилительный блок, выходы которого образуют вьюоды для подключения трехфазной нагрузки, задающий генератор , входом соединенный с источником

питания, и блок сдвига фазы напряжения, входом соединенньй с выходом задающего генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет по.выше1шя стабильности параметров выходного напряжения, при изменении его частоты в широком диапазоне, дополнительно введен блок суммирова

40

ния, включенный между выходом блока сдвига фазы напряжения и входом усилительного блока

Of

/). (UA

о, 87A

Al (UA

I

0,5A

c,)

Фиг. 2

вМ}