Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное Советский патент 1980 года по МПК H02M7/48 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано, например, в автономных подвижных объектах в качестве централизованных или специальных вторич ных источников электропитания.

Известны устройства для формирования многофазного напряжения синусоидальной формы из постоянного напряжения, выполненные с промежуточЧым звеном повышенной частоты.

Наиболее близким по существу технического ранения является преобразователь, содержащий два высокочастотных инвертора, управляющие входы ключей которых подключены к выходам задающего генератора через два делителя частоты с разными коэффициентами деления, выходные инверторные ячейки, выполненные на ключах . переменного тока, причем к управляющему .входу одной из инверторных ячеек через третий делитель частоты подключен один из выходов задающего генератора, а также фазосдвигающую ячейку и два высокочастотных трансформатора, первичные обмотки каждого из которых подключены к выходу соответствующего инвертора, а вторичные обмотки разных высокочастотных трансформаторов соединены попарно-последовательно и образутет питающие входы выходных инверторных ячеек, и три выходных фильтра.

Недостатком этого устройства является то, что функцию демодуляции реализуют выходные инверторные ячейки, числом равные числу выходных

10 фаз преобразователя, что превышает функционально необходимое их количество, и, следовательно, завышено количество силовых обмоток высокочастотных трансформаторов. Наличие

15 такого количества выходных инверторных ячеек и силовых обмоток высокочастотных трансформаторов завышает вес и габариты преобразователя.

Целью настоящего изобретения яв20ляется упрощение и уменьшение массы и габаритов преобразователя.Предложенный преобразователь отличается от известного тем, что в него введены два коммутатора, выполненное по

25 одной из инверторных схем на ключах переменного тока, причем питающий вход каждого коммутатора подк.гаочен к третьему выходу соответствующего трансформатора, управляющие входы

30

ключей коммутаторов подключень к соединенным попарно-последовательно выходам третьего делителя частоты и фаэосдвигающей ячейки, которые соединены между собой последоватЕшьно, выходы коммутаторов соединены параллельно и связаны с управляющими входами ключей второй инверторной ячейки, а выходы выходных инверторных ячеек соединены последовательно,образуя соединенными и свободными исходными выводами трехфазный выход преобразователя.

Это позволяет отказаться от третьей инверторной ячейки и от оботок высокочастотных трансформатоов, соединенных с ней, и этим caivBiiM остичь поставленную цель.

Сущность предложения поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя; на фиг. 2 (а-ж)диаграммы, поясняющие формирование выходного напряжения синусоидсшьной формы; на фиг. 3 - диаграммы, поясняющие формирование трехфазной систелвл напряжений; на фиг. 4 - принципиальная схема силовой части и коммутаторов преобразователя.

Трехфазный преобразователь постоянного напряжения в синусоидальное содержит задающий генератор 1 (фиг. 1), делители частоты 2, 3 и 4, фаз о сдвигающую ячейку 5, высокочастотных инвертора 6 и 7, два высокочастотных трансформатора 8 и 9 две выходные инвёрторные ячейки 10 и 11, два KONBvfyTaTopa 12 и 13 и . выходные фильтры 14, 15 и 16. Выходы фильтров являются выходами устройства.

Прямоугольные импульсы высоких частот F и Fji получают после Зсщающего генератора 1 и делителей частоты 2 и 3. Сигналы с выходов делителей частоты 2 и 3 являются управляющими для высокочастотных инверторов 6 и 7, на выходе которых получают сигнсшы равной амплитуды вида фиг, 2,а (3,а) и 2,6 (3,6). Сигналы с выходов инверторов б и 7 преюбразуют высокочастотными трансфОЕ маторами 8 и 9 в ряд аналогичных по форме и частотам сигналов. Одни сигналы с выходов трансформаторов 8 и 9 суммируют (фиг. 2,г и 3,в) и подают на силовые входы ключей переменного тока инверторной ячейки 10, KciK следует из фиг. 2,г (3,в), на силовые входы ключей переменного тока поступают модулированные высокочастотные сигналы. На управляющие входы ключей переменного тока выходной инверторной ячейки 10 от делителя 4 поступает сигнал (фиг. 2,в) частоты .выходяого напряжения преобразователя , определяемой по формуле

../VV. .

На выходе инверторной ячейки 10 получают сигнал вида фиг. 2,д (3,д)

Другие сигналы с выходов трансформаторов 8 и 9 имеют амплитуды. большие соответственно в g амплитуд сигналов, поступающих на вход инверторной ячейки 10, их вычитают (фиг. 2,и и 3,г) и подают на силовые входы ключей переменного тока ячейки 11. На управляющие вход ключей переменного тока выходной инверторной ячейки 11 от коммутаторов 12 и 13 поступает сигнал вида фи г. 2, а.

Формирование выходного сигнала коммутаторов 12 и 13 осуществляют следующим образом.

Одни сигналы с выходов делителя 4 (фиг. 2,в) и фазосдвигающей ячейки 5 (реализующей фазовый сдвиг на й/2) суммируют (фиг. 2,е) и подают на управляющий вход коммутатора 12, другие сигналы с выходов делителя 4 и фазосдвигающей ячейки 5 вычитают (фиг. 2,ж) и подают на управляющий вход коммутатора 13. На питающие входы коммутаторов 12 и 13 подают сигналы с третьих выходов трансформаторов 8 и 9 (фиг. 2,а и 2,6) соответственно, выходы коммутаторов 12 и 13 соединяют параллельно, образуя источник управляющих сигналов вида фиг. 2,3, Следовательно, на управляющие входы ключей переменного тока инверторной ячейки 11 поступает сигнал, состоящий из чередующихся пачек двуполярных импульсов фи г, 2 , а и 2,6.

В инверторной ячейке 11 силовой сигнал со входа проходит на выход со знаком плюс или минус,и этот знак определяется знаком произведения знаков силового сигнала и управляющего сигнала с выходов коммутаторов 12 и 13. В результате на выходе инверторной ячейки 11 получают сигнал вида фиг. 2, к (3,е).

Выходы ячеек 10 и 11 соединяют последовательно, образуя тем самым трехфазную систему с формой линейных напряжений вида фиг. 3,д, 3,е, 3,ж,Посте фильтров 14, 15, и 16 получают трехфазное напряжение синусоидальной формы (фиг. 3,3, 3,и, 3,к) .

Силовая часть преобразователя,например, содержит два высокочастотных трансформатора 17 и 18 и два инвертора на транзисторах 19-22 и диодах 23-26 (фиг. 4). Вторичные обмотки трансформаторов 17 и 18 соединены попарно последовательно

между собой (последние две пары обмоток соединены встречно, а остальные согласно), образуя источники напряжения формы фиг. 3,в (фиг.3,г) со средней точкой, исходные выводы этих источников подключены ко входам инверторных ячеек, выполненных на двух ключах переменного тока,содержащих диоды (27-42) и транзисторы (43-46). Выходные выводы инйерторных ячеек соединены последовательно, образуя трехфазную систему напряжений вида фиг. 3,д, 3,е, 3,ж. Выводы инверторных ячеек подключены по входам Г-образных фильтров на дросселях 47-49 и конденсаторах 5052. Выходные выводы фильтров являются выходом преобразователя.

Коммутаторы, расположенные в цепи управления, включают в себя трансформатор 53 (фиг. 4) и два логических устройства, Кс1ждое из которых выполнено на двух ключах переменного тока, содержащих диоды 54-69 и транзисторы 70-73. На силовые входы логических устройств с обмоток управления трансформаторов 17 и 18 поступают сигналы вида фиг. 2, а и 2,6, а на базы транзисторов 70, 71 и транзисторов 72, 73 подают сигналы вида фиг. 2,е и 2,ж соответственно. С выходных обмоток трансформатора 53 снимают сигнал вида фиг. 2,а,который и подают на входы транзисторов 45 и 46.

Использование дополнительных элементов - двух коммутаторов в цепи управления выгодно отличает предлагаекий преобразователь от указанног прототипа, так как позволяет обойтись двумя выходными инверторными ячейками в силовой цепи вместо трех и снизить количество вторичных силовых обмоток высокочастотных трансформаторов, в результате чего снизятся масса и габариты устройствсг, При этом форма каждой фазы выходного напряжения оказывается одинаковой для предлагаемого преобразователя и прототипа.

Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное с промежуточным з вен ом повьоненной частоты, содержащий два высокочастотных инвертора, управляющие входы ключей которых подключены к выходам задающего генератора через Два делителя частоты с разными коэффициентами деления, выходные инверторные ячейки, выполненные на ключах переменного тока, причем к управляющим входам ключей одной из

этих инверторных ячеек через третий делитель частоты подключен один из выходов задающего генератора, а также фазосдвигающую ячейку и два высокочастотных трансформатора, первичные обмотки каждого из которых подключены к выходу соответствующего инвертора, а вторичные обмотки разных высокочастотных трансформаторов соединены попарно-последовательно

и образуют питгаощие входы выходных инверторных ячеек, отличаюЩ и и с я тем, что, с целью упрощения, уменьшения массы и габаритов, в него введены два коммутатора, выполненные по одной из инверторных

схем на ключах переменного тока,причем питающий вход каждого коммутатора подключен к третьему выходу соответствующего трансформатора, а управляющие входы ключей коммутаторов подключены к соединенным попарнопоследовательно выходам третьего делителя частоты и фазосдвигающей ячейки, которые соединены между собой последовательно, выходы Koiw«yтаторов соединены параллельно и связаны с управляющими входами ключей второй инверторной ячейки, а выходы выходных инверторных ячеек соединены последовательно, образуя соединенными и свободными выходными выводами трехфазный выход преобразователя.

НМйМШШШЙгRJtffflftftfWWfl

1..nj П.ПП П о i1 П ПГ1

Ull UU

ппппп

игаииииии

ШМШШЖШШЪ

№№№WWWtFrt

«fiflF mifc

FfflflftftfffiMiM t,FtаЯМйШАРУШР-FWuWWif M Hftftft№tfdWjWfl tflr™ тпжшогг tMfflF {lifc dlfl№

m г

ШТО TU D-Ql

опппппппп

/

9Г

L.J

,« П

уг. V