Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное Советский патент 1979 года по МПК H02M5/27 

1

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано, например, при решении задачи питания трехфазных двигателей от однофазной сети.

Известны преобразователи 1-6, однако все они или имеют плохие массо-габаритные показатели или сложны в изготовлении и наладке.

Наиболее близкое к изобретению техническое решение - преобразователь, два входных вывода которого являются обш;ими с двумя выходными выводами. Он содержит автотрансформатор с секционированной обмоткой и полностью управляемые ключи. Крайние секции трехсекционной обмотки загружены током менее, чем на одну треть времени в течение каждого полупериода. Это определяет низкое использование автотрансформатора и, следовательно, новышейную массу и габариты всего преобразователя 2.

Цель изобретения - снижение массы и габаритов преобразователя путем более полного использования автотрансформатора. Поставленная цель достигается тем, что один конец обмотки автотрансформатора и общая точка двух последовательно соединенных секций подключены к каждому из общих входных и выходных выводов через

полностью управляемые ключи с двусторонней проводимостью, а третий выходной вывод образован вторым концом обмотки автотрансформатора.

Использование двухсекционной обмотки (вместо трехсекционной) и мостовой схемы включения ключей приводит к повышению использования автотрансформатора и снижению его массы и габаритов. Кроме того, применение в качестве третьего вывода второго конца обмотки трансформатора позволяет использовать его как сглаживающий дроссель и тем самым снизить пульсацию тока в третьей фазе нагрузки.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2, а-г показаны временные диаграммы включения тиристоров и выходных линейных напряжений.

С помощью бесконтактных вентильных ключей 1-4 выводы первой секции обмотки трансформатора 5 подключаются к общим зажимам входа. Каждый вентильный ключ выполнен на двух встречно-параллельно включенных триодных запираемых тиристорах с управлением по катоду. Бесконтактный ключ 1 выполнен на тиристорах 6 и 7, бесконтактный ключ 2 - на тиристорах 8 и 9, бесконтактный ключ 3 - на тиристорах 10 и 11, а бесконтактный ключ 4 - на тиристорах 12 и 13.

К общим зажимам входа и выхода Л и б преобразователя подключен через ключи 1 и 2 один из концов обмотки трансформатора 5, а через ключи 3 и 4 подключена общая точка двух последовательно соединенных обмоток трансформатора 5. Нагрузка подключается к выводам Л и В выхода преобразователя (являющимся общими с выводами входа) и выводу С - свободному выводу обмотки трансформатора. В качестве групп вентилей могут быть использованы любые полностью управляемые вентили.

Числа витков секций трансформатора 5 в общем случае могут быть различными и выбираются в зависимости от .особенностей элементов и системы управления. Пусть, например, числа витков секций трансформатора 5 равны.

Предлагаемый преобразователь работает следующим образом. Пусть в момент начала рассмотрения установившегося процесса работы будет положительный потенциал на зажиме А и отрицательный потенциал на В п включены ключи 1 и 4 (тиристоры 7 и 13). Тогда на фазе СА будет двойное отрицательное напряженне, а на фазе ВС - ноложительное напряжение, равное мгновенному значению UAB- При угле cxi отключают ключ 1 и включают ключ 2 (тиристор 7 выключают, а тиристор 8 включают). Ключ 4 при этом остается включенным. Мгновенное значение линейного напряжения UBC равно нулю, а линейное напряжение UCA определяется напряжением питания, остается отрицательным, но вдвое меньшим, чем на предыдущем интервале.

При угле az выключают ключи 2 и 4 и включают ключи 1 и 3 (выключаются тиристоры 8 и 13 и включают тиристоры 7, 10 и 11). Вначале реактивный ток нагрузки течет по 10-му .тиристору, а затем по 11-му. При этом линейные выводы СА закорочены, и напряжение на них равно нулю, а на выводах ВС напряжение отрицательное

UBCJ АВПри угле сбз 1-й ключ выключают и включают 2-й ключ (тиристор 7 выключают, включают тиристор 9). При включении 7-го тиристора выключают и 10-й тиристор.

Включение 9-го тиристора приводит к поддержанию и увеличению тока, протекающего по 11-му тиристору (линейная нагрузка ВС поддерживает ток). Тиристоры 9 и 11 оставляют включенными до конца полупериода, при этом между выводами СА присутствует положительное напряжение, а на фазе ВС - двойное отрицательное напряжение.

Порядок включения ключей в течение каждого полупериода повторяется (но меняются номера включаемых тиристоров). В результате этого кривые линейных напряжений UCA и UBC будут иметь вид, показанный на фиг. 2, в, г. Выбором соответствующих значений чисел витков секций трансформатора 5 и углов KI и аг (аз л;-ai) можно обеспечить равенство первых гармоничных линейных напряжений UAB и, следовательно, симметричную (по первой гармонической) трехфазную систему напряжений на выходе.

Формула изобретения

Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное, два входных вывода которого являются общими с двумя выходными выводами, содержащий автотрансформатор с секционированной обмоткой и полностью управляемые ключи, отличающийся тем, что, с целью снижения массы и габаритов, один конец обмотки автотрансформатора и обитая точка двух иоследовательно соединенных секций подключены к каждому из общих входных и выходных выводов через полностью управляемые ключи с двухсторонней проводимостью, а третий выходной вывод образован вторым концом обмотки автотрансформатора. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 130104, кл. Н 02М 5/458, 1960.

2.Авторское свидетельство СССР № 190470, кл. Н 02М 5/14, 1962 (прототип).

3.Авторское свидетельство СССР № 211632, кл. Н 02М 5/14, 1968.

4.Авторское свидетельство СССР № 214661, кл. Н 02М 5/14, 1969.

5.Авторское свидетельство СССР № 256051, кл. Н 02М 5/14, 1969.

6.Авторское свидетельство СССР № 263726, кл. Н 02М 5/14, 1970.

xt Ж

а)

UBC К

г;

Pui.i