Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное Советский патент 1990 года по МПК H02M7/539 

аг,1

Изобретение относится к элект ротехкике и может бмгь использовано в системах вторичного электропитания и электропривода о

Цель изобретения - упрощение На фиг. 1 представлена структурная блок-схема .первой модификации преобразователя; на фиг о 2 - то же, второй модификации преобразователя; на фиг о 3 - временные диаграммы, поясняющие формирование выходного напряжения преобразователя по фиг, 1„

Преобразователь (фиг, 1) содержит два трехфазных инвертора 1, 2, подключенных параллельно к-входным вы- водамо Каждый из инверторов 1, 2 подключен своими вьпсодами к первич- нцым обмоткам 3-5 и 6-8 соответствующего трехфазного трансформатора 9, 10. Первичные обмотки 3-5 трансформатора 9 соединены между собой по схеме, звезда, а обмотки 6-8 трансформа- ; тора 10 - по схеме треугольник. Трансформатор 9 выполнен с коэффициентом трансформации, превьппающим

коэффициент трансформации трансформаора 10 в -43 раз. Вторичные обмоттш 11-13 и 14-16 трансформаторов 9, 10 оединены между собой по схеме сумирования, например, как показано на

иг. 1, пофазно, согласно последоваельно. При этом одни концы цепочек, образованных из соответствующих пар обмоток 11-14, 12-15, 13-16, объединены в общую точку, а другие концы этих цепочек образуют выходные вывоы преобразователя. Блок 17 управления преобразователя выполнен обеспеивающим фазовый сдвиг одноименных яыходных напряжений инверторов одно относительно другого на угол и /б. 15лок управления может быть реализован, например, на задающем генераторе 18, азосдвигающем устройстве 19 и двух кольцевых регистрах 20, 21. Выход Задающего генератора 18 подключен к входам регистра 20 и фазосдвигающего устройства 19, своим выходом подключенного к входу регистра 21. Выходы регистра 20 связаны с управляющими входами инвертора 1, а регистра 21 - с управляющими входами инвертора 2. ;Расмотрим работу преобразователя по фиг. 1. Задающим генератором 18 формируют последовательность тактовых импульсов с частотой в шесть раз вьше выходной частоты преобразователя, которые поступают на вход регистра 20 и фазосдвигающего устройства 19, на выходе которого тактовые импульсы сдвигают на угол 7/6. С выхода фазосдвигающего устройства 19 импульсы поступают на вход регистра 2U На выходах регистра 20 Формиру- ют трехфазную систему парафазньпс сигналов прямоугольной формы типа меандр, которые после гальваничесg кой развязки и усиления поступают на управляющие входы инвертора I Такую же систему сигналов управления, но имеющих фазовый сдвиг Т/б по отношению к выходным соответству 5 ющим сигналам регистра 20, формируют на выходах регистра 2К Эти сигналы после развязки и усиления поступают на управляющие входы инвертора 2.

QПринцип формирования выходного

напряжения преобразователя поясняется на фиг. 3„ Принятые обозначения: и и ,ф - напряжения соответственно на обмотках 11 и 14 трансформаторов

5 9, 10; Ug;- результирующее фазное напряжение на выходе преобразователя. -При работе инверторов 1, 2 в соответствии с поступающими на их управляющие входы сигналами управления

Q к первичным обмоткам трансформаторов ) 9, 10 прикладываются трехфазные системы напряжений. Поскольку обмотки 3-5 трансформатора 9 соединены по схеме звезда, к ним прикладываются фазные напряжения инвертора 1, имеющие двухступенчатзто форму. Такую же форму будут иметь и напряжения на вторичных обмотках 11-13 (см. например, U на фиг. 3). Обмотки 6-8 трансформатора 10

5

соединены по схеме треугольник , и, следовательно, к ним прикладываются линейные напряжения инвертора 2, имею- шне форму прямоугольного импульса с нулевой паузой длительностью . Такая же форма напряжения и на вторичных обмотках 14-16 (см, U фиг.З). В выходных -цеп ях, образованных пофазно последовательным соединением соответствующих вторичных обмоток Трансформаторов 9, 10 (например, обмоток 11 и 14, 12 и 15, 13 и 16 на фиг.1),. происходит суммирование составляющих выходного напряжения , форма кото рого изображена на фиг. 3.

В варианте исполнения преобразова- теля, изображенной на фиг. 2, вторичные обмотки 11-13 и 14-16 каждого из трансформаторов 9, 10 соединены в звезду. Схема суммирования выполнена в виде трех двухобмоточных

5

фильтрующх трансформаторов 22-24. Разноименные по полярности концы обмоток 25 и 26, 27 и 28, 29 и 30 каждого из трансфоматоров 22-24 объдинены и подключены к выходным выводам преобразователя о Другие концы обмоток 25, 27, 29 подключены через нормально замкнутые контакты трех- цепевого выключателя 31 соответственно к концам обмоток 11, 12, 13 трансформатора 9, а оставшиеся концы обмоток 26, 28, 30 - через контакты трехцепевого выключателя 32 - соответственно к концам обмоток 14, 15, 16 трансформатора 10. Трехцепе- вые выключатели 31, 32. управляются от соответствуюЕцих блоков 33, 34 уравления. В шинах питания инверторов установлены одноцепевые выключатели 35, 36, также управляемые от блоков 33, 34 управления. Входы блоков 33, 34 управления связаны с выходами соответствующих датчиков 37, 38 аварийного состояния.

Преобразователь по фиг. 2 работает следующим образомо

Формирование сигналов в блоке 17 управления и работа инверторов 1,2 аналогичны описанным вьше, для преобразователя по фиг. 1 Поэтому напряжения на вторичных обмотках трансформаторов 9, 10 имеют те же величину и форму, что и в преобразователе по фиг о 1 (смо U(( и на фиг.- 3). Синфазные составляющие выходных напряжений одноименных по фазе обмоток трансформаторов 9, 10 (например, обмоток 11 и 14) проходя на выход преобразователя без ослабления, так как подводятся к одинако

вым, но встречно включенным обмоткам 25, 26, находящимся на общем маг- нитопроводе. Противофазные же составляющие и 2.5 и Ujg напряжений и и по той же причине прикладываются соответственно к обмоткам 25 и 26 фильтрующего трансформатора 22. Выходное фазовое напряжение uL (см. фиг 3) при том имеет такую же форму, как и U.. в преобразователе по фиг. 1, но вдвое меньще по величине При этом ток, отдаваемый преобразователем в нагрузку, будет равен сумме токов одноименных по фазе вторичных обмоток трансформаторов 9, 10. В случае возникновения аварийной ситуации в преобразующем тракте одного из инверторов по сигналу соответствующего датчика

0

5

/37 или 38) аварийного состояния (это может быть ,датчик тока,: , реагирующий на превышение тока над допустимой величиной) блок 33 и 34 управления, вьдает команду на отключение и срабатывают выключатели 31, 35 или 32, 36. При этом выходное напряжение будет иметь форму f ° ответственно.

Соотношение величин ступеней выходного напряжения равно 0,268: :О,732:1,000. Коэффициент гармоник такого напряжения равен 0,152.

Формула изобретения

5

0

5

0

1. Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное, содержашцй

0 два соединенных параллельно по йходу мостовых трехфазных инвертора, имеющих в выходной цепи соответственно первый и второй трехфазные трансформаторы, первичные обмотки первого трехфазного трансформатора соединены в треугольник, а вторичные обмотки второго трехфазного трансформатора соединены в звезду, и блок управления , выполненньш обеспечивающим взаимный сдвиг фаз сигналов управления мостовыми трехфазными инверторами на угол 30 эл.градо, отличающийся тем, что, с целью упрощения, первичные обмотки второго трехфазного трансформатора соединены звездой, первый трехфазный трансформатор выполнен с тремя фазными вторичными обмотками, показано согласно связанными с вторичными обмотками второго трехфазного трансформатора, а коэффициент трансформации первого- трехфазного трансформатора в раз меньше, чем второго трехфазного трансформатора о

5 2. Преобразователь по п. 1, о т - личающийся тем, что указанная связь вторичных обмоток первого и второго трехфазных трансформаторов выполнена путем непосредственного

Q соединения свободного вывода вторичной обмотки каждой фазы второго трехфазного трансформатора с соответствующим выходным выводом преобразователя через вторичную обмотку той же фазы первого трехфазного трансформатора.

3. Преобразователь по -п 1, отличающийся тем, что указанная связь вторичных обмоток первого и второго трехфазных трансформаторов .

5

716

выполнена путем соедине1тя вторичных обмоток первого трехфазного трансформатора в звезду с под1шючением ее нулевой точки к нулевой точке звезды вторичных обмоток второго трехфазного трансформатора и соединения свободных выводов одноименных по фазе вторичных обмоток первого

10573S

и второго трехфазных трансформаторов с разноименными по-полярности выводами обмоток одного из трех введенных двухобмоточных фильтруюпщх трансформаторов, причем другие выводы эти-х обмоток объединены и образуют соответствующий выходной выход преобразователя

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения - упрощение. Преобразователь содержит два трехфазных инвертора 1 и 2 с трехфазными трансформаторами 9 и 10. Первичные обмотки первого трехфазного трансформатора 10 соединены в треугольник, а второго трехфазного трансформатора 9 - в звезду. Вторичные обмотки 11-16 трехфазных трансформаторов 9,10 соединены пофазно последовательно. Блок 17 управления обеспечивает взаимный сдвиг фаз импульсов управления ключами трехфазных инверторов на угол 30 эл.град. Выходное фазное напряжение преобразователя, полученное в результате суммирования напряжений на вторичных обмотках 11-16, имеет трехступенчатую форму с коэффициентом гармоник 15,2%. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

- т : Ф--fi

35

19

(риг. 2

Редактор А. Маковская

Составитель В. Моин

Техред м.Дидык

Заказ 3744

Тираж 501

ШШИПИ Государственного комитета по изобретения1;г и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Д

//

и

и:

,0,250.067

te

uit - -,

.JT-JlJLr-Tj

nJlrnJlr

ы

us.3

Корректор Т. Малец

Подписное