Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное для частотно-управляемого электропривода Советский патент 1979 года по МПК H02M7/537 

моток, начала двух из когорых, принадлежащие резным трансформаторам, пошилочены ко входам первого диодного моста, а концы 8ТВХ же обмоток подключены ко вкодам ; второго диодного моста, причем выходы диодных мостов зашунтира. ваны ключевыми элементами, управляю шве входы связаны с задакяцвм генератором другой частоты, а выходные выводы преобразователя образованы среоними точками вторичных обмоток траио. форматоров.

К недостаткам такого преобразователя можно отнести сложность выполнения его силовой части за счет применения трех выходных трансформаторов.

Целью изобретения является упрощение преобразователя и улучшение его энергетических показателей.

Цель достигается тем, что в преобразователь постоянного напряжения в трехфазное для частотно-управляемого элект ропривода две другие вторичные обмотки расположены на сердечнике другого из трансформаторов, третья вторичная обмот ка подключена к третьему входу первого диодного моста своим концом, k третьему входу второго диодного .моста началом, аупомянутая ячейка клполнена в виде двухфазного инвертора.

На фиг. 1 представлена приншшиальная схема предлагаемого преобразователя с промежуточным высокочастотным инвер тируюшим звеном, выполненным в виде двух однофазных инверторов (а) и в виде трехфазного мостового инвертора (б), алгоритм управления ключевыми элементами которого обеспечивает сдвиг линей- ных нвпряженйй на 90 ал. град. На фиг. 2 - временные диаграммы, по51сняю шие прившш работы преобразователя (по схеме фиг. 1а); на фиг. 3 временные диаграммы, пояснюощие принцип работы преббраэователя (по схеме фиг. 1б).

Предлагаемый транзисторный преобразователь содержит промежуточное высокочастотное инвертирующее звено 1, выпо; ненное в виде двух однофазных инверто ров 2, 3 (({шг. 1а). Управляющие входы ключевых элементов инверторов подсоеди невы к выходу задакхоего генератора 4 частоты 11 . К выходным выводам инвер торов подключены первичные обмотки 5, 6 трансформаторов 7, 8, вторичные обмотки 9-11 которых подключены ко вхоа ным выводам двух диодных мостов 12, 13. Причем обмотки 9, 10 и 11 подклю:чены к входным ылводам диодных мостов

разноименными концами. Например, обмотки 10, 11 подключены к входных водам 14«-16 диодного моста 13 своими началами, а обмотка 9 к выводу 15 концом. На выходах этих диодных мостов включены магнитно-транзисторшые элементы с токовой обратной связью. Последовательно с эмитте1 -коллекторны- ми переходами силовых транзисторов 17, 18 включены первичные обмотки трансформатора тока 19, вторичные обмотки которого через вспомогательные транзиоiopbi 20, 21 подключены к управляющим переходам силовых транзисторов. Упра&ляюшие входы 22, 23 упомянутых вспомогательных транзисторов подключены к задающему генератору 24 частоты i . Средние точки 25, 26, 27 вторичных обмоток трансформаторов 5, 6 образуют трехфазный выход преобразователя. Как упоминалось выще, инвертирующее звено 1 может быть выполнено и в виде трехфазного мостового инвертора, (фиг. 1б) на транзисторах 28-33, к выходным выводам которого подключены перш1чные обмотки трансформаторов (фиг. 1б).

Формирование выходных напряжений преобразователя поясняется временными диаграммами. На фиг. 2 приведены диаграммы, пояснякшие работу преобразователя по-фиг. 1а. На ней представлены:

- форма напряжения на о мотках 9, 10, 11 трансформаторов 5, 6 с частотой i (перводТ 1 1/);

сигналы управления, подаваемые на входы вспомогательных транзисторов 20, 21 с частотой f .д-(период

VliJ.

°Р выходного фазного напряжения преобразователя для каждой фазы. &1ходная частота основной гармоники f 2 1 fj- IM/ (период (Т 1 / f 2 ).

На фиг. 3 приведены диаграммы поясняющие работу преобразователя по фиг. 16. На ней представлены:

Uj.g-TTjj - управлякяцие сигналы, подаваемые на входы транзисторов 28-33 инвертирующего звена;

К напряжений, получаемые при этом на обмотках трансформаторов 5, 6;

управления, подаваемые на входы вспомогательных транзисторов 2О, 21;

26 27 формы выходных фазных напряжений для каждой фазы преобразов теля, частота основной гармоники f,

l i-iM/. 565 Ввеаение угла рвгулированияа 2 1,-1 равного 60 эл. град., в напряжениях на обмотках трансформаторов 5, 6 (см. фиг. 2, з). Позволяет устранить гармоники кратные 3 из спектра выходных напрйжений частоты ij , улучшая тем самым качество выходных напр$1жения и тока преобразователя. Регулирование выходного напряжения можно осуществить в высокочастотном инвертирующем звене двумя приншшиально различными способами. В том случае, когда потребитель электроэнергии не критичен к циркулированию упомянутых гармоник кратных 3, из спектра напряжения частоты t регулирование производится за счет изменения угла регулирования ос, . Применение соответствующих алгоритмов переключения ключевых элементов инвертирующего звена позволяет устранить эти гармоники и одновременно осуществить регулирование однако при этом увеличивается число переключений ключей инвертирующего звена, ухудшаются энергетические показатели преобразователя. По сравнению с известным преобразс вателвм, промежуточное инвертирующее звв но высокоА частоты которого ; выполнено в виде трёх однофазных инверторов и трех трансформаторов, предлагаемый преобрвзователь имеет на одну инверторную яче§ ку и на один однофазный трансформатор меньше. Это упрощает устройство. В сяу- чае выполнения промежуточного высокочастотного звена в виде трехфазного мостового инвертора, вместо трехфазного трансформатора, включают два однофазных что также упрощает преобразователь и делает его более технологичным, (ИЗГОТОЕН. ление трехфаэтЕого трансформатора на частоты пор$здка десятков кГц встречает значительно больигае технологические труА ности, чем тороидальных однофазных траноформатрров). Так как травсфор1 торы промежуточного высокочастотного янве тируюшего звена работают на частотах примерно на порядок более высоких, чем максимальная выходная частота npeo6pai 0 зователя и не зависящих от нее при регулировании этой частоты (fj) , последний обладает уменьшенными массой н габаритами. Кроме этого, преобразовате/ ь обеспечивает улучшенное качество выходного тока. Преобразователь может применяться во всех.случаях, где требуется преобразование постоянного напряжения, одного уровня в трехфазное напряжение другогс уровня заданной фиксированной или регулируемой частоил от долей Гц до единиц к HI с одновременным регулированием Haiiряжеция. Формула изобрет е н и я Преобразователь постоянного напр жвния в трехфазное переменноепля частотво- -упраЁ ляемогоелектропрСФода, содержащий, блок управления, высокочастотную инвергорную ячейку одной частоты с выходными трансформаторами, на сердечн ке одного из которых расположена одна из трех вторичных обмоток, начала двух из которых, принадлежащие разным трансформаторам, подключены ко входам первого диодного моста, а концы этих же обмоток подключены; ко входам второго, диодного моста, причем выходы/ диодных мостов защунтированы ключевыми элементами, управляющие входы которых связаны с задающим генератором другой частоты, а выходные выводы преобразователя образованы средними точкамя вторичных обмоток трансформаторов, о т личаю1аи;йся тем, что, с аелью упрощения и уЛучщения энергетических показателей, две другие вторичные о мотки расположены на сердечнике другого из трансформаторов, третья; бторпчная обмотка подключена к третьему входу первого диодного моста своим концом, к третьему входу второго диодного моста началом, а упомянутая ячейка выполнена в виде двухфазного инвертора.

fa

Т,

п п n n

U LJ LJ U

и,

23

1

yt

FBI

25

26

...f

fkD

:}ytJt

Д:

-1

«B