Транзисторный преобразователь постоянного напряжения в переменное трехфазное Советский патент 1979 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и может быть использовано при построении вторичных источников питания с формой выходного напряжения, близкой к синусоидальной. Известен преобразователь, на выходе которого формируется напряжение ступенчатой формы, близкой к синусоидальной, путем трансформаторного суммирования нескольких прямоугольных напряжений, сдвинутых по фазе 1. Недостатком такого преобразователя является большая масса трансформаторного узла. Известен также трехфазный преобразователь, содержащий основной и дополнительнь Й инверторы, в котором значительная мощность передается в нагрузку от основното инвертора бестрансформаторно, а трансформаторный узел дополнительного инвертора передает в нагрузку оставшуюся часть мош:ности с одновременным формированием многоступенчатой формы выходного напряжения 2. Однако этот преобразователь имеет сложный блок управления, который увеличивает его массу и габариты. Для упрощения и уменьшения весогабаритных показателей в предлагаемом преобразователе, содержащем основной и дополнительный инверторы, выходы соответствующих фаз которых соединены последовательно, и блок управления, включающий в себя трансформаторный задающий генератор щестикратной частоты и многофазный кольцевой распределитель, вторичные обмотки выходных трансформаторов которого связаны с транзисторами инверторов, кольцевой распределитель выполнен трехфазным с двумя вспомогательными обмотками на каждом выходном трансформаторе, а трансформатор задающего генератора снабжен дополнительными обмотками, причем связь выходных обмоток с кажлым из транзисторов дополнительного инверт6ра выполнена в виде двух параллельных цепей, в каждую из которых включены диод и дополнительная обмотка трансформатора задающего генератора, последовательно с которыми включена в первой цепи вторичная, а во второй - вспомогательная обмотка выходного трансформатора. На фиг. 1 дана схема описываемого преобразователя; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу.

Основной трехфазный инвертор 1 управляется сигналами с вторичных обмоток выходных трансформаторов 2-4 трехфазного кольцевого распределителя. Дополнительный трехфазный инвертор 5 управляется системой напряжений, получаемой при помощи тех Ж(е трансформаторов кольцевого распределителя и трансформатора 6 задающего генератора щестикратной частоты. Выходное напряжение дополнительного инвертора подается на включенные треугольником первичные обмотки силовых трансформаторов 7-9, вторичные обмотки которых подсоединены последовательно с выходом основного инвертора.

Преобразователь работает следующим образом.

После включения на вторичных и вспомогательных обмотках трансформаторов 2- 4 кольцевого распределителя устанавливаются напряжения Uj -U4, сдвинутые относительно друг друга на 120 эл. град., с которыми однозначно и без фазового сдвига связано напряжение Ue на трансформаторе 6 задающего генератора щестикратной частоты. Сигналы вторичных обмоток трансформаторов 2-4 осуществляют коммутацию силовых транзисторов основного инвертора 1. Коммутация транзисторов дополнительного инвертора 5 осуществляется выпрямленной суммой (или разностью) напряжений на обмотках трансформатора 6 и одного из трансформаторов 2-4. Так,для управления левой по схеме ячейкой (стойкой) дополнительного инвертора 5 служат напряжения трансформаторов 6 и 2, средней ячейкой - напряжения трансформаторов 6 и 3, а правой ячейкой - напряжения трансформаторов 6 и 4. Нижние транзисторы имеют общую точку управляющихпереходов, поэтому для их управления используется одна пара дополнительных обмоток трансформатора 6. Напряжения на последовательно соединенных обмотках трансформаторов 2-4 и 6 выбраны одинаковыми по величине, поэтому при суммировании напряжений с разными знаками получается напряжение, равное нулю. Нижний транзистор левой по схеме ячейки инвертора 5 управляется напряжением и.-, представляющим собой выпрямленную сумму (так как обмотки соединены последовательно-согласно) напряжений U и Ujjj, а верхний транзистор той же ячейки - напряжением Uj, представляющим собой выпрямленную разность (так как обмотки соединены последовательно-встречно) тех же напряжений U$ и U. Таким же образом

управляются транзисторы средней ячейки при помощи напряжений Ug и U. При этом на первичной обмотке силового трансформатора 7, подключенного к выходным клеммам указа нных ячеек, появляется напряжение щестикратной частоты с паузой на нуле в 60 эл. град., которая обусловлена щунтированием трансформатора 7 двумя открытыми транзисторами (либо верхними, либо нижними). Вторичная обмотка трансформатора 7 с напряжением U подсоединена последовательно с выходом основного- инвертора. В результате такого соединения при коэффициенте трансформации от первичной обмотки трансформатора 7 к вторичной, равном 6,45, форма фазного напряжения UQC получается трехступенчатой, в спектре которой присутствуют гармоники с номерами 2К ± 1, где К 0,1,2,....

Аналогично при таком управлении получаются фазные напряжения UQA

Формула изобретения

Транзисторный преобразователь постоянного напряжения в переменное трехфазное, содержащий основной и дополнительный инверторы, выходы соответствующих фаз , которых соединены последовательно, и блок управления, включающий в себя трансформаторный задающий генератор щестикратной частоты и многофазный кольцевой распределитель, вторичные обмотки выходных трансформаторов которого связаны с транзисторами инверторов, отличающийся тем, что, с целью упрощения и уменьшения весогабаритных показателей, кольцевой распределитель выполнен трехфазным с двумя вспомогательными обмотками на каждом выходном трансформаторе, а трансформатор задающего генератора снабжен дополнительными обмотками, причем указанная связь выходных обмоток с каждым из транзисторов дополнительного инвертора выполнена в виде двух параллельных цепей, в каждую из которых включены диод и дополнительная обмотка трансформатора задЭГющего генератора, последовательно с которыми включена в первой цепи вторичная, а во второй - вспомогательная обмотка выходного трансформатора..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР М 124517, кл. 21 d2 12/03, I960.

2.Авторское свидетельство СССР № 494831, кл. Н 02 М 7/537, 1971.