Устройство для управления трехфазным мостовым инвертором Советский патент 1979 года по МПК H02P13/18 H02M7/48 

3

К недостаткам такои) иреобразоиатсля, уже отмеча; ось, можно отнести иев)- -сокое содержание ОСНОБНОЙ гармоники в кривой выходного напряжения, что вызывает необходимость увеличения нанряжения на элементах инвертора, а также недостаточно высокое качество выходного тока.

Целью изобретения является уменьшение искажений выходного иаиряжения (тока) и уменьшение установленной мощности элементов инвертора за счет улучшения формы и увеличения содержания оеновной гармоники в кривой выходного напрял еиия инвертора.

Для этого устройство для унравления трехфазным мостовым инвертором на транзисторах р-п-р и п-р-п тнна с широтно-имнульсной модуляцией выходного напряжения, еодержаш,ее два блока формирования унравляюш;их сигналов, каждый из которых вынолнен в виде двух модулей, включающих в себя комнлект трехфазных вторичных обмоток трансформаторов трехфазного задаюнл.его генератора, нагруженный на диодный мост с параллельно подключенными на его выходе ключевым элементом и ценочкой из последовательных диодов, нричем управляющие входы ключевых элементов связаны с задяюни-iv; генератором модулирующей чаетоты, выходы блоков формирования унравляюпи1х сигналов образованы нулевыми точками указанных вторичных обмоток трансформаторов, соединенных с выводами для подключения к базам транзиеторов инвертора р-п-р и п-р-п типа соответетвенно, а точки соединения упомянутых всномогательных диодов в каждом из двух блоков формирования управляющих сигналов объединены между собой и соединены с выводами для подключения их к общим эмиттерам тех же транзисторов, образующих шины питания инвертора, снабжено трехканальным распределителем импульсов, в каждом блоке формирования управляющих сигналов установлен третий модуль, причем выходы распределителя подключены к управляющим входам ключевых элементов упомянутых модулей, его вход - к выходу задающего генератора модулирующей частоты, а указанные нулевые точки образованы точками соединения одноименных концов вторичных обмоток разных фаз, нринадлежащих разным модулям.

На фиг. 1 дана принципиальная схема предлагаемого устройства для управления трехфазным мостовым инвертором; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства и преобразователя; на фиг. 3 - зависимость коэффициента гармоник фазного тока преобразователя от соотношения частот fi//M и угла нагрузки ф21. Кривые, обозначенные цифрами на фиг., соответствуют углам нагрузки: 1 - Ф21 6°; 2 - ф21 10°; 3 - ф21 20°;

4

4 - ф21 30°; 5 - 9| 45°; 6 - ф21 - 60°; 7 -- ф2, 85°.

Преобразователь (фиг. 1) содержит собственно инвертор, выполненный на транзисторах 1-6 и на диодах 7-12, образуюншх мост обратного тока. Устройство для управления включает блоки 13, 14 формирования управляюн1,нх сигналов, каждый из которых выполнен в виде трех модулей, включающих комплект трехфазных вторичных обмоток трансформаторов 15-17 трехфазного задающего генератора 18, причем каждый комнлект нагружен па один из диодных мостов 19-21 и 22-24. На выходах диодных мостов включены две нараллельпые цепочки из поеледовательно соединенных вспомогательных диодов 25, 26; 27, 28; 29, 30; 31, 32; 33, 34; 35, 36 и ключевых элементов в виде транзисторов 37-39 и 40-42. Управляющие входы 43-48 транзисторов 37-42 подключены к задающему генератору модулирующей частоты 3 Г /м через распределитель импульсов 49. Нулевые точки вторичных обмоток трансформаторов 15-17 образуют трехфазный выход блоков 13, 14 формирования управляющих сигналов и подключены к базам транзисторов 1-6 (фиг. 1). Точки соединения вышеупомянутых вспомогательных диодов 25- 36 объединены в каждом блоке 13 и 14 между собой (50, 51) и подключены к общим эмиттерам транзисторов инвертора. Точка 50 подключена к эмиттеру группы р-п-р транзисторов 1-3 инвертора (+ шина питания инвертора), а точка 51 - к общему эмиттеру группы п-р-п транзисторов 4-6 (-шина питания инвертора). На выходе блока формирования управляюЩ 1Х 1- М11ульсов имеет место сигнал от задаюшс.го инвертора чеоез распределитель импул)сов 52 с ДШИ.-.1 однвстуненчатого типа, а на выходе 53-55 инвертора - напряжс1:ие с улучшенной формой кривой.

Работа преобразователя поясняется временными диаграммами (фиг. 2), где показано:

/7i5, Li6, 6i7 - форма напряжения на обмотках трансформаторов 15-17

трехфазного задающего генератора 18 с частотой fi;

/43-t.48-форма сигнала управления, подаваелюго на входы закорачивающих транзисторов 37-42 соответственно, с частотой /м/ Ui - t/з; 4 - 6 - форма сигналов управления силовыми

транзисторами 1-6 инвертора;

и 53 - и 55 - форма выходного

фазного напряжения

инвертора (выходная частота основной гармоникиравна

/2-//l-fM/).

Амплитуда основиой гармоники фазного напряжения через напряжение питания инвертора равна

и ,526f/,,

21/72 - г

ПО Сравнению с известным решением (3), 2,™---: f « 0,405f/,

содержание основной гармоники фазного напряжения увеличивается почти на 30%. На столько же уменьшается напряжение на ключевых элементах инвертора.

Анализ показывает, что предлагаемый преобразователь позволяет также улучшить форму выходного тока при тех же значениях угла нагрузки ф21 по основной гармонике и одинаковых соотношениях частот

/I//M.

Формула изобретения

Устройство для управления трехфазным мостовым инвертором на транзисторах р-л-р и л-р-п типа с широтно-импульсной модуляцией выходного напряжения, содержаш.ее два блока формирования управляюш,их сигналов, каждый из которых выполнен в виде двух модулей, включающих в себя комплект трехфазных вторичных обмоток, трансформаторов трехфазного задающего генератора, нагруженный на

3

диодный мост с параллельно подключенными на его выходе ключевым элементом и цепочкой из последовательно соединенных вспомогательных диодов, причем управляющие входы ключевых элементов связаны с задающим генератором модулирующей частоты, выходы блоков формирования управляющих сигналов образованы нзлевыми точками указанных вторичных обмоток

трансформаторов, соединенных с выводами для подключения к базам транзисторов инвертора р-п-р и п-р-л типа соответственно, а точки соединения упомянутых вспомогательных диодов в каждом из двух

блоков формирования управляющих сигналов объединены между собой и соединены с выводами для подключения их к общим эмиттерам тех же транзисторов, образующих шины иитания инвертора, отличающеес я тем, что, с целью уменьшения установленной мощности транзисторов инвертора и уменьшения искажений выходного напряжения, оно снабжено трехканальным распределителем импульсов, в каждом блоке

формирования управляющих сигналов установлен третий модуль, причем выходы распределителя подключены к управляющим входам ключевых элементов упомянутых модулей, его вход - к выходу задающего генератора модулирующей частоты, а указанные нулевые точки образованы точками соединения одноименных концов вторичных обмоток разных фаз, принадлежаИ1ИХ разным модуля.м.