Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное Советский патент 1992 года по МПК H02M5/14 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении систем управления регулируемых электроприводов и инверторов, входящих в состав агрегатов гарантированного питания.

Известно устройство преобразования однофазного сигнала в трехфазный, содержащее1 однофазный задающий генератор, делитель частоты на три, делитель частоты на два, фазосдвигающий блок, выполненный из четырехразрядного сдвигающего регистра, инвертора и трех триггеров, а также блок контроля правильности чередования фаз, выполненный из триггера и трехвходо- вой схемы И-НЕ.

Преобразователь позволяет получить трехфазную симметричную систему прямоугольных импульсов. Для получения синусоидальных сигналов требуется значительное усложнение устройства.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности является преобразователь однофазного напряжения в трехфазное, содержащий однофазный задающий генератор, сумматор с двумя входами, блок преобразования частота - напряжение, интегратор с одним входом, двухвходовой интегратор, два аналоговых перемножителя и блок преобразования фаз, первый,второй и третий выходы которого соединены с соответствующими выводами для подключения трехфазной нагрузки, причем, выход однофазного задающего генератора соединен с первым входом сумматора и с входом блока преобразования частота-напряжение, выход которого соединен с управляющимивходамианалоговыхперемножителей, выход двухвходового интегратора соединен с входом первого аналогового перемножителя и с первым входом блока преобразования фаз, второй вход которого соединен с выходом интегратора и с вторым входом сумматора, и выходу которого подключен вход второго аналогового перемножителя, выход которого соединен с вторым входом двухвходового интегратора, первый вход которого соединен с выходом первого аналогового перемножителя и с входом интегратора.

При формировании синусоидальных сигналов из синусоидального, структура преобразователя оказывается избыточной.

Цель изобретения - упрощение и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе однофазного напряжения в трехфазное, содержащем интегратор, аналоговый перемножитель, блок преобразования частота-напряжение, а также блок преобразования фаз, первый, второй и третий выходы которого соединены, соответст- венно, с первым, вторым, и третьим

выходными выводами для подключения нагрузки, входной вывод для подключения однофазного источника соединен с входом блока преобразования частота-напряжение, к выходу которого подключен первый

вход аналогового перемножителя, выход которого соединен с входом интегратора, выход которого, в свою очередь, соединен с первым входом блока преобразования фаз, вторые входы аналогового перемножителя и

блока преобразования фаз объединены между собой и подключены к входному выводу.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство

отличается подключением второго входа аналогового перемножителя и блока преобразования фаз между собой и к выходному выводу.

На чертеже представлена функциональная блок-схема предлагаемого преобразователя однофазного напряжения в трехфазное.

Блок-схема содержит интегратор 1, аналоговый перемножитель 2, блок 3 преобразования частота-напряжение, а также блок 4 преобразования фаз, первый, второй и третий выводы которого соединены, соответственно, с первым 5, вторым 6 и третьим 7 выходными выводами для подключения

нагрузки, входной вывод 8 для подключения однофазного источника соединен с входом блока 3 преобразования частота-напряжение, к выходу которого подключен первый вход аналогового перемножителя 2, выход

которого соединен с входом интегратора 1, выход которого, в свою очередь, соединен с первым входом блока преобразования фаз, вторые входы аналогового перемножителя 2 и блока 4 преобразования фаз объединены

между собой и подключены к входному выводу 8.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на вход 8 гармонического

сигнала eex(t)UmSin од с амплитудой Um и круговой частотой со 2 Jti на втором входе блока 4 преобразования фаз устанавливаются также гармонические колебания ei(t)UmSln wt с той же самой амплитудой и

начальной фазой, равной нулю.

Система трехфазных напряжений на выходах 5,6 и 7 получается в блоке 4 преобразования фаз путем геометрического суммирования в требуемых пропорциях

ортогональных синусоидальных напряжений ei(t) и ea(t), поступающих на входы блока 4 преобразования фаз.

Во всем диапазоне рабочих частот интегратор 1 обеспечивает постоянный фазовый сдвиг 90 эл.град. по отношению к напряжению ei(t), однако, коэффициент передачи интегратора 1 будет изменяться обратно пропорционально частоте oj входного сигнала, т.е.

Кц(йЯ)1/(УГи ,

где Ки и ги - коэффициенты передачи и постоянная времени интегратора 1.

Чтобы коэффициент передачи интегратора 1 сохраняя постоянное значение, последовательно с интегратором 1 включен аналоговый перемножитель 2, управляющий вход которого соединен с выходом блока 3 преобразования частота-напряжение, выходное напряжение Еу которого линейно зависит от частоты fi входного сигнала:

где Кчн - коэффициент передачи блока 3 преобразования частота-напряжение.

Коэффициент передачи Кэ эквивалентного интегратора, выполненного из интегратора 1 и аналогового перемножителя 2, определяется следующим выражением:

v (, Л - с m - Кин f m - Кин m

W- -Ub-2л:1-ги 2ггт„ где m - масштабный коэффициент аналогового перемножителя 2.

При заданных параметрах Кчн и m и при выборе постоянной времени ги интегратора 1 из условия Ти Кчн т/2л на первом входе блока 4 преобразования фаз формируются гармонические колебания

e2(t)UmCos оя;амплитудное значение Um которых не зависит от частоты входного сигнала, а фазовый сдвиг всегда равен 90 эл.град.

Поскольку, амплитудные значения ортогональных сигналов ei(t) и eaft) инвариантны по отношению к входной частоте, то на выходах 5,6 и 7 формируются стабильные фазовые сдвиги ( 120 эл.град), также не зависящие от частоты входного сигнала. Технико-экономический эффект заключается в упрощении устройства (отсутствуют двухвходовой интегратор, один аналоговый перемножитель, а также двухвходовой сумматор) и в повышении надежности.

Формула изобретения

Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное, содержащий интегратор, аналоговый перемножитель, блок преобразования частота-напряжение, а также блок преобразования фаз, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходными выводами для подключения нагрузки, входной вывод для подключения однофазного источника соединен с входом блока преобразования частота-напряжение, к выходу которого подключен первый вход аналогового перемножителя, выход которого соединен с входом интегратора, выход которого, в свою очередь, соединен с первым входом блока преобразования фаз, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, вторые входы аналогового перемножителя и

блока преобразования фаз объединены между собой и подключены к входному выводу.

Изобретение может быть использовано при построении систем управления регулируемых электроприводов и инверторов, входящих в состав агрегатов гарантированного питания. Сущность изобретения: упрощение и повышение надежности. Устройство содержит интегратор 1, аналоговый перемножитель 2, блок преобразования частота- напряжение, а также блок 4 преобразования фаз, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с выходными выводами 5,6,7 для подключения нагрузки. Входной вывод 8 для подключения однофазного источника соединен с входом блока 3 преобразования частота-напряжение, к выходу которого подключен первый вход аналогового перемножителя 2, выход которого соединен с входом интегратора 1, выходом соединенного с первым входом блока 4 преобразования фаз. Вторые входы аналогового перемножителя 2 и блока 4 преобразования фаз объединены между собой и подключены к входному выводу 8. 1 ил. (Л С XS XI 00 00 о