Трехфазный инвертор для питания нагрузки с нулевым выводом Советский патент 1977 года по МПК H02M7/537 

1

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в системах электропитания и электропривода транспортных средств и промышленных установок.

Известны трехфазные инверторы, преобразующие постоянное напряжение в трехфазное переменное напряжение, содержапдие ключевые элементы и выходные трансформаторы 1-3. Такие инверторы могут быть выполнеяы на трех однофазных ячейках с отводом от средней точки первичной обмотки выходного трансформатора, трех однофазных мостовых или полумостовых ячейках или по мостовой схеме.

В тех случаях, когда инвертор питает группу потребителей, часть из которых является однофазными и Создает существенный разбаланс токов нагрузки по фазам, для симметрирования напряжения требуется нулевой вывод нагрузки, соединенный обычно с общей точкой .вторичных обмоток выходных трансформаторов. При этом фазное напряжение в схемах инверторов имеет прямоугольную форму. Для улучшения формы кривой фазного выходного напряжения применяют дополнительные трансформаторы или дроссели.

Целью изобретения является улучшение формы кривой выходного напряжения. Это достигается тем, что в предлагаемом инверторе

на сердечниках фазных трансформаторов размещены дополнительные обмотки, включенные между нулевой точкой звезды вторичных обмоток фазных трансформаторов и нулевым выводом цепи нагрузки.

На фиг. 1 дана схема описываемого инвертора, выполненного на трех однофазных ячейках; на фиг. 2 - то же, выполпепного по мостовой схеме; на фиг. 3 и 4 - диаграммы папрял ений.

Инвертор (см. фиг. 1) выполнен па трех однофазных ячейках, например, со средней точкой первичной обмотки выходного трансформатора. Каждая ячейка содержит группу управляемых вентилей 1-б и выходной трансформатор 7-9. Вторичные обмотки W2 соединены звездой, общая точка которой соединена с нзлевым выводом О пагрз-зки через дополнительные обмотки WK выходных трансформаторов, соединенные собой согласнопоследовательно.

В трехфазном инверторе (см. фиг. 2) управляемые вентили I-6 соединены по мостовой схеме, а обмотка Wjv выполнена общей (охватывает сердечники трех трансформаторов 7-9).

Инвертор работает следзющим образом.

При коммутации вентилей 1-6 в очередности, присущей трехфазным инверторам, на обмотках трансформаторов 7-9 формируются

прямоугольные напряжения UА, UB и Uc (см. фиг. 3), взаимосдвипутые на 120 эл. град. Суммарное напряжение на обмотках WN в схеме на фиг. 1 или напряжение на общей обмотке WN в схеме на фиг. 2 равно UN UA- - rUB+Uc и имеет прямоугольную форму тройной частоты.

Фазное выходное напряжение инверторов UAO, t/Bo и Uco равно разности напрял ений на обмотках Wz и WN, т. е. f/An t/A-t/я и т. п. Форма фазного напряжения имеет улучшенный спектральный состав - не содержит третьей и кратных трем гармоник.

Объем, занимаемый обмоткой , невелик, так как она обтекается только током небаланса нагрузок инвертора.

Если преобразовательные ячейки схемы на фиг. 1 выполнены по мостовой схеме, то напряжения и А, и в и L/C могут быть сформированы в виде прямоугольников шириной 150 эл. град. (см. фиг. 4). При этом фазное напряжение имеет трехступенчатую форму, в которой отсутствуют третья и кратные ей гармоники и существенно (в 3,73 раза) снижены 5-я и 7-я гармоники. Это позволяет дополнительно уменьшить массу и габариты выходного фильтра инвертора. Выполнение общей обмотки Wff (см. фиг. 2) позволяет уменьшить массу меди и количество выходных клемм трансформаторов. Особенно удобно выполнение общей обмотки WN при тороидальных сердечниках трансформаторов.

формула изобретения

1. Трехфазный инвертор для питания нагрузки с нулевым выводом, содержащий фазные трансформаторы, первичные обмотки которых включены в выходные цепи управл51емых вентильных ячеек, а вторичные соединены в звезду и подключены к цепи нагрузки, отличающийся тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного напряжения, на сердечниках трансформаторов размещены дополнительные обмотки, включенные между нулевой точкой звезды и нулевым выводом цепи нагрузки.

2. Инвертор по п. 1, отличающийся тем, что дополнительные обмотки расположены на сердечнике трансформатора каждой фазы и соединены мелсду собой согласно-последовательно.

3. Инвертор по п. 1, отличающийся тем, что цепь, образованная дополнительными обмотками, охватывает сердечники всех трансформаторов.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3448366, кл. 321-5, 1969.

2.Патент США № 3767996, кл. 321-9А, 1973.

3. Моин В. С. и Лаптев Н. Н. Стабилизиро,ванные транзисторные преобразователи. М., «Энергия, с. 154, рис. 5-18.

Фиг.З

II

П П П П

U U U LT

/ .

.

Ч/

.

Ч

фчг.