Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное Советский патент 1979 года по МПК H02M7/48 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано, например, в автономных подвижных объ. ектах в качестве централизованных или специальных вторичных источников электропитания.

Известны устройства для формирования многофазного напряжения квазиси.нусоидальной формы из постоянного ршпряжения, выполненные с промежуточным звеном повышенной частоты . Известны также преобразователи, трехфазный выход которых получают из двух фаз, имеющих фазовый сдвиг напряжений на угол at/2 и соединенных по схеме Скотта 5.

Наиболее близким по существу технического решения является решение, описанное в 3. Этот преобразователь содержит два высокочастотных инвертора, управляющие входы ключей которых связаны с задающим генератором, выходные инверторные ячейки числом равные числу выходных фаз преобразователя, выполненные на ключах переменного тока, а также фазосдвигающую ячейку, два высокочастотных трансформатора, первичные обмотки каждого из которых подключены к выходу соответствующего инвертора, а вторичные обмотки соединены между собой попарно и образуют питающие входы для выходных инверторных ячеек и три выходных фильтра.

Недостатком этого устройства является

то, что в ключах инверторных ячеек, реализующих функцию перемножения прямоугольных сигналов высоких частот, могут возникать сквозные токи, которые снижают КПД этих ячеек и, следовательно, преобразователя в целом.

Нижеописываемый преобразователь отличается от известного тем, что он снабжен тремя делителями частоты с разными коэффициентами деления, причем управляющие входы ключей каждого из упомянутых инверторов подключены к выходам задающего генератора через соответствующий и.з двух делителей частоты, один из выходов задающего генератора подключен к управляющим входам ключей переменного тока двух выходных инверторных ячеек через третий делитель частоты и к управляющим входам ключей переменного тока третьей выходной инверторной ячейки - через последовательно соединенный третий делитель частоты и фазосдвигающую ячейку, осуществляющую

сдвиг на , при этом выходы трех инверторных ячеек соединены по схеме Скотта.

Это позволяет без применения специальных мер борьбы со сквозными токами существенно снизить эти сквозные токи и этим самым повысить КПД преобразователя.

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие формирование выходного напряжения квазисинусоидальной формы; на фиг. 3 - принципиальная схема силовой части преобразователя.

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное содержит задающий генератор 1 (фиг. 1), делитель частоты 2, 3 и 4, фазосдвигающую ячейку 5, два высокочастотных инвертора 6 и 7, два высокочастотных трансформатора 8 и 9, три выходные инверторные ячейки 10, 11 и 12 и выходные фильтры 13, 14 и 15. фильтров являются выходами устройства.

Прямоугольные импульсы высоких частот FI и Рг получают после задающего генератора 1 и делителя частоты 2 и 3. Сигналы с выходов 2 и 3 являются управляемыми для высокочастотных инверторов 6 и 7, на выходе которых получают сигналы равной амплитуды . вида, представленного на фиг. 2а и 26. Сигналы с выходов инверторов 6 и 7 преобразуют высокочастотными трансформаторами 8 и 9 в ряд аналогичных по форме и частотам сигналов необходимых амплитуд. Одни сигналы с выходов трансформаторов 8 и 9 суммируют (фиг. 2в) и подают на силовые входы ключей переменного тока инверторных ячеек 10 и И, другие сигналы с выходов трансформаторов 8 и-9 вычитают (фиг. 2г) и подают на силовые входы ключей переменного тока ячейки 12. Как следует из фиг.. 2в и 2г, на силовые входы ключей переменного тока поступают модулированные высокочастотные сигналы со взаимным сдвигом огибающих напряжений на угол лг/2. На управляющие входы ключей переменного тока выходных инверторных ячеек 10 и 11 с делителя 4 поступает сигнал частоты выходного напряжения преобразователя f,которая определяется по формуле:

f .

На управляющие входы ключей переменного тока ячейки 12 от фазосдвигающей ячейки 5 поступает сигнал той же частоты f, но сдвинутый по фазе на угол п /2.

На выходе инверторной ячейки 12 получают сигнал вида, представленного на фиг. 2д, на выходе инверторных ячеек 10 и 11 - вида, представленного на фиг. 2е с

амплитудой, в Vs раз меньше амплитуды сигнала с выхода 12. Выходы ячеек 10 и 11 соединяют последовательно, образуя источник напряжения вида, представленного на фиг. 2е со средней точкой. Один из выходных выводов ячейки 12 по7 ючают к средней точке этого источника согласно схеме Скотта (фиг. 2м). На выходах ячеек 10, 11 и 12 образуется трехфазная система с формой линейных напряжений вида, представленного на фиг. 2е, 2ж, 2з. После фильтров 13, 14, 15 получают трехфазное напряжение синусоидальной формы (фиг. 2и, 2к, 2л).

Силовая часть преобразователя содержит два высокочастотных трансформатора 16 и 17 и два инвертора на транзисторах 18-21 и диодах 22-25 (фиг. 3). Вторичные обмотки трансформаторов 16 и 17 соединены попарно последовательно между собой (последние две пары обмоток соединены встречно, а остальные согласно), образуя источники напряжения формы, показанной на фиг. 2в (фиг. 2г) со средней точкой. Выходные выводы этих источников подключены ко входам инверторных ячеек, выполненных на двух ключах переменного тока, каждый из которых содержит диоды (26-49) и транзисторы (50-55). Выходные выводы инверторных ячеек соединены по схеме Скотта, образуя трехфазную систему напряжений, изображенную на фиг. 2е, 2ж, 2з. Выводы инверторных ячеек подключены ко входам Г-образных фильтр.ов на дросселях 56-58 и конденсаторах 59-61. Выходные выводы фильтров являются выходом преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное с

промежуточным звеном повышенной частоты, содержащий два высокочастотных инвертора, управляющие входы ключей которых связаны с задающим генератором, выходные инверторные ячейки числом равные числу выходных фаз преобразователя, выполненные на ключах переменного тока, а также фазосдвигающую ячейку, два высокочастотных трансформатора, первичные обмотки каждого из которых подключены к выходу соответствующего инвертора, а вторичные обмотки соединены между собой попарно и образуют питающие входы для выходных инверторных ячеек, и три выходных фильтра, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД за сч.ет уменьшения доли сквозных токов в ключах инверторных ячеек, он снабжен тремя делителями частоты с разными коэффициентами деления, причем управляющие входы ключей каждого из упомянутых инверторов подключены к выходам задающего генератора через соответствующий из двух делителей частоты, один из выходов задающего генератора подключен к управляющим входам ключей переременного тока двух выходных инверторных ячеек через третий делитель частоты и к управляющим входам ключей переменного тока третьей выходной инверторной ячейки - через последовательно соединенные третий делитель частоты и фазосдвигающую ячейку, осуществляющую сдвиг на уголдг/2, при этом выходы трех инверторных ячеек соединены по схеме Скотта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 388344, кл. Н 02 Р 13/18, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 194940, кл. Н 02 М 7/48, 1967.

3.Авторское свидетельство СССР № 535694, кл. Н 02 М 7/48, 1971.

4.Патент США № 3436644, кл. 321 - 18, 1969.

5.Моин В. С., Лаптев Н. Н. Стабилизированные транзисторные преобраэователи.М., «Энергия,1972, с. 159.

Z - 6

..И.Л П..П..11 J

№

UUU и I и

n..n.n..nj ..o..n.n..nj J..n..

w

ОПППГППППЛ

ПППП

FUUDLJLJinnr

...fflp b...

.-Г

т

tR

U и UUU ППППП

ouuuuuuuu

ОПППППППП

.) .

,. - -/

653702