Трехфазный инвертор Советский патент 1975 года по МПК H02M7/48 

Изобретение относится к трехфазным инверторам, используемым в качестве вторичных ИСТОЧНИКОВ питания электросистем транспортных средств и других объектов.

Известны трехфазные инверторы с трехступенчатой, близкой к синусоиде, формой кривой ВЫХОДНОГО напряжения, содержащие трехфазные мосты и силовые трансформаторы. Для получения указанной формы выходного напряжения инвертора в последнем осуществляют разбивку СИЛОВОЙ части на несколько ячеек и соединяют выходные обмотки трансформаторов этих ячеек по принципу «зиг-заг. Например, для получения трехступенчатой формы ВЫСОКОГО напряжения с используются два трехфазных моста трансформаторов и два трехфазных трансформатора. Габаритная мощность СИЛОВЫХ трансформаторов такой системы составляет примерно 110% мощности нагрузки.

Предлагаемый трехфазный инвертор с трехступенчатой формой кривой ВЫХОДНОГО напряжения содержит, подобно известным, трехфазный мост ОСНОВНЫХ ключей, трехфазный мост дополнительных ключей и трансформаторы.

Особенностью предлагаемого инвертора, обеспечивающей приближение формы кривой ВЫХОДНОГО напряжения к синусоиде и повышение надежности, является то, что первичные обмотки трансформаторов соединены треугольником и подключены на выходе моста дополнительных ключей, а вторичные обмотки подключены на выходе моста основных ключей и соединены последовательно с нагрузкой.

На фиг. 1 представлена схема трехфазного инвертора; на фиг. 2 - график выходного напряжения инвертора; на фиг. 3 - диаграмма СИЛОВЫХ ключей схемы.

Инвертор содержит шесть полностью управляемых ОСНОВНЫХ ключей 1-6, например транзисторов или тиристоров с принудительной коммутацией, образующих трехфазный мост, и шесть дополнительных ключей 7-12, также образующих трехфазный мост. На выходе моста дополнительных ключей 7-12 включены силовые трансформаторы 13-15, первичные обмотки которых соединены в треугольник, а вторичные обмотки включены последовательно с нагрузкой 16.

При коммутации основных ключей через полпериода (режим 1807180°) фазное напряжение на выходе основного моста имеет известный ВИД двухступенчатой кривой (пунктир

на фиг. 2) с . Добавляя п вычитая из этого напряжения дополнительное напряжение, снимаемое с выхода трансформаторов 13-15 (заштрихованные участки на фиг. 2), получаем фазное напряжение на нагрузке

трехступенчатой формы с .

Для получения дополнительных напряжений в необходимой полярности и в необходимые моменты времени (фиг. За) управление вспомогательными ключами производится в соответствии с диаграммой (фиг. 36), на которой заштрихованные участки обозначают открытое состояние ключа, а не заштрихованные участки - закрытое состояние. Для обеспечения работы на активно-индуктивную нагрузку каждый ключ должен обладать двусторонней проводимостью, например, путем шунтирования транзистора или тиристора возвратным диодом.

Оптимальным отношением чисел витков обмоток трансформаторов 13-15 является

6,47, так как при этом полностью

исключаются все высшие гармоники с низкими порядковыми номерами вплоть до И, а КНИ минимален и равен -16%. Габаритная мош,ность силовых трансформа0,224 торов предлагаемой схемы составляет- 0,32Рн, т. е. 32% мопхности нагрузки. Так как эквивалентная частота перемагничивания трансформаторов втрое превышает рабочую частоту инвертора, вес силовых трансформаторов предлагаемого инвертора почти в пять раз меньше, чем в известном устройстве.

Особенно большие преимущества предлагаемый инвертор приобретает при выполнении его на бескорпусных силовых элементах и интегральных микросхемах, так как при этом вес инвертора в основном определяется весом силовых трансформаторов.

Предмет изобретения

Трехфазный инвертор с трехступенчатой формой кривой выходного нанрялсения, содержаший мост основных ключей, мост дополнительных ключей, а также трансформат ; .ji, отличающийся тем, что, с целью упрощения и уменьшения габаритов, первичные обмотки упомянутых трансформаторов соединены треугольником и подключены на выходе моста

дополнительных ключей, а вторичные обмотки включены последовательно в цепь нагрузки основного моста, причем на вход каждой пары основных ключей управляющие импульсы подаются с основной частотой, а на вход каждой

пары дополнительных ключей - с шестикратной, с реверсом фазы через каждые полпериода.

X

I Ю 72

1Г

У

I ч

,«

5

O. 0,26

д

1

W