Трехфазный инвертор Советский патент 1979 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к преобразовательной Технике и может быть использовано при разработка х вторичных источникр в питания. ; Известны трёхфазные инверторы, в которых задача уменьшения искажеНИИ выходного напряжения решается путем последовательного соединения выходов преобразующих ячеек, генерируннцих напряжение одинаковой формы но сдвинутьк по фазе, или совпадающих по фазе, но различной, формы l . Указанные устройства имеют боль-, шие габариты и массу из-за трансформаторов, работающих На частоте выходного напряжения. Наиболее близким по технической сущности является трехфазный инвертор 2, содержащий трехфазный мост управляемых ключей, подключенный ко входным выводам, дополнительную двухтактную ячейку, выход которой подключен между выводом для подключения средней точки источника и выводом для подключения нулевой т очкй ёхфазной нагрузки, и блок управления. Кривая выходного фазного напряжени такого преобразователя состоит иэ тре ступеней на полупериоде, поэтому в его спектре содержатся гармонические - 2 составляю111ие Невь окОго порядка, для снижения которых требуется установка дополнительных фильтров. Целью изобретения является снижение массы и габаритов инвертора и его фильтров за счет уменьшенияамплитуд гармднй 1ёских составлякедих невысокого порядка. Поставленная цель достигается тем, что трехфазный инвертор содержит трехфазный мост управляемых ключей, подключенный ко входным выводам, дополнйтёльйую двухтактную ячейку, выход которой подключен между выводом для подключения средней точки источника и выводом для подключения нулевой точки трехфазной нагрузки, и блок управления, причем двухтактная ячейка имеет .дополнительный выход, который подключен через дополнительные управляемые ключи переменного тока к выходу трехфазного моста и к ьыводу для подключения нулейой точки трехфазной нагрузки. При этом блок управления состоит из задающего генератора, кольцевой пересчётной схемы и двухфазного преобразователя, состоящего из двух мультивибраторов, один из которых управляет дополнительным двухтактньм инвертором, а другой - кольцевой пересчетной схемой. Кроме того, на выходах двухтак- ной ячейки могут быть включены резонансные ис-фильтры. Схема трехфазного преобразователя приведена на фиг. 1. Она содержит источник 1 постоянного напряжения;трекфазный инвертор 2 , выполненный ,на ключах переменного тока 3-г8; дополнител ный инвертор 9, выполненный по двухтактной схеме с двумя выходнь1ми обмотками 10 и 11, одна из которых (10) включена между средней точкой источника питания и нулевой точкой трехфазной нагрузки 12, а другая обмотка 11 подключена к нагрузке 12 через ключи переменного тока 13, 14, 15; схему управления 16, состоящую из двухфазного преобразователя выполненного по замкнутой кЪльцевой схеме, например на мультивибраторах 17, 18, уйравляемых задающим генератиром 19; коЛьцев пер есчётную схеМУ 20, ОдйН из мультивибраторов 17 двухфазного преобразонателя управляет дополнительным двухтактным инвертором, а другой - кольцевой схемой 20 . Работу схемы рассмотрим с помощью диаграмм иМпульсов управления и на- : лряженйй, приведённых на фиг. 2. При. -подаче напряжения на схему запуска.:ется задающий геверат р 19, имеюЦии прямоугольную форму напряжения с частотой, .в шесть раз превышай.щей частоту выходного напряйсёнйя (фиг.2,а); он управляет двухфазным преобразователем на Мультивибраторах 17, 18, который делит частоту на два, при этом напр.язйения мультй1вибратбрЬб сдвинуты одно относительно другого на 90° (фиг. 2, б, в). Напряжение мультивибратора 17 Усиливается до-полнительным инверторЬм 9 и накладывается на источник питания 1. Суммарное напряжение мрётово преобразователя имеет вид, представл ный на фиг. 2, г. Нап я: енйё с другого Мультивибратора 18 поступает на кол1зЦёвую схему 20, которая форм рует импульсы управления ключами З-т-в и 13т 15 (фиг. 2, я,ё,3, и л, м, к, н, сортветствейно). ПусТь необхо димо сфоркироваТьнапЁхйженйё фазы А (фиг, 2, о). На интервале времени 0 - вк1иочен ключ ifepeM HHOfb Тбка 13 (фиг. 2, ж), а ключ 3 инвертора 2 выключен (фиг. 2, д). На этом интервале времени ключ 13 подключает обмо ку 11 дополнительного инвертора 9 к Нагрузке, формируя таким образом первую ступень выходного напряжения. На интервале - ключ 13 выключен н включен ключ Т инвер-: тора 2. При этом на интервале-SL f к нагрузке прикладывается напряжение (+У(Т V) (фиг. 2 г) и формируется вторая ступень напряжения. На интервале -г - к нагрузке прикладывается напряжение ( V,) и формируется последняя ступень напряжения. Далее, на участке - Щ- формируется вторая ступень, а на участке -г 1Г - первая ступень. Отрицательная полуврлна и напряжение других фаз формируются аналогично разобранному способу. Как видно из фиг. 2, д Ч- н, для управления ключами 3f8 и 13-Т-15 нужны импульсы, длительность которых равна 1/3 и 2/3 от полуперирда выходного напряжения, т.е. для эТого необходима кольцевая схема, которая осуществляла бы сдвиг сигналов на 1/3 и 2/3 полупериода. Нафиг.3 показан трехфазный преобразователь, дополненный резонансными фильтрами из реактивных элементов 21-г28. При этом напряжение, подводимое к нагрузке последовательно с напрйженйём источника питания (напряжение на конденсаторе 24) и прикладываемое к ней параллельно через клю- чи 137-15 (напряжение на конденсаторе 28), имёвзТ близкую к синусоидальной форму кривой, приводит и к дополнительному улучшению гармонического состава кривой выходного напряжения всего трёхфазного преобразователя. Формула изобретения ТрехфазньШ ийвертрр, содержащий трехфазный мрет управляемых ключей, подключённый ко входным выводам, дополнительную двухтактную .ячейку, вШЬд кбТороЙ Подключен между вь водом для подключения средней точки источника и выводом для подключения нулевой -точки трёхфазной нагрузки, и блрк управления о т л ич а ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшёййя весргаба ритных прказатэелей, двухТа1 тная ячейка имеет допРлнитёльн1ь выход, крТорый подключён через дополнительнее управляемые ключи пёрёмейнрго тока к выходу ; трёхфазного McicTa и к вывбду для подключения нулевой Точки трехфазной нагрузки..;-;.,, .„ .л ..; .. -л ;; , , : 2.Инвертор пР П.1, о т л и ч а юЩ и и с я ём, что блок управления срртОйт из ёаяакадегр генератора, кЪЛйцейрй пересчётйой схемы и двухфазного прербразователя, состоящего иЭ двух мультивибраторов. Один из которых управляет дбполнительньвя двухтактным инвертором, а другой - кольцевой гтересчетной схемрй. 3.ИнверТОЕ по П.1, отличающий с я тем, что на выходах двухтактной ячейки включены резонансные ис-фильтры. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Крнстайтинов В.Г. Многофазные преобразователи на транзисторах, М., Энергия, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР 432642, кл. И 02 М 7/48, 1971.

a и„ I и„

f it

ttf,

в

в «

, tf,

/r

к

Д

,

H U «K

a t

Of

:t:.-. ,.

f

ut

IS t

3

brt

I n

ftX

wt