ния, математически которым соответствует операция перемножения соответствующего фазного переменного на пряжения на соответствующее ему , дополнительное переменное напряжение, скважность которого зависит от вели .чины сдвига фаз. между вспомогательн ми напряжениями, модулирующими эту фазу-. В результате геометрического суммирования выходньи напряжений ам плитудно-импульсных модуляторов, на выходе преобразователя формируется квазисинусоидальное напряжение. Недостаток известного преобразователя т фазного напряжения в однофазное - низкое качество выходного напряжения из-за напичия в нем низкочастотной модуляции и фазового сдвига основной гармоники выходного напряжения в процессе его регулирования, вызванного характером используемого вданном случае генератора линейно-изменяющегося напряжения (ге нератор пилообразного напряжения). В данном преобразователе реализован многоканальный принцип формирования управляющих импульсов, поступающих на ключи амплитудно-импульсных модуляторов . Низкочастотная модуляция вы ходного напряжения преобразователя возникает из-за несимметрии импульсо управления хотя бы в одном из канало формирования управляющих импульсов по отношению к другим каналам. Так в состав преобразователя т-фазного напряжения в однофазное (при m 3), содержащего (при К 1) три амплитудно-импульсных мод;/лятора, входит три канала формирования импульсов, каждый из которых содер :ит три управ ляемых генератора пилообразного напряжения. Практически невозможно выполнить: несколько управляемы генераторов , формирующих на выхойах пилообразные напряжения с равными амплитудами и идентичной линейностью (особенно значительный разброс значе -НИИ этих параметров оказьюается при широком диапазоне изменения температуры окружающей среды, в которой , раб этает преобразователь) . В случае, если на входы силовых ключей первых стоек амплитудно импульрных модулято ров поступают соответствующие управ ляюйдие напряжения и поотивофазные им то (На входе силовых ключей вторых CTcieK поступают-управляющие напряжения и противофазные им,, которые формируются в результате срав- нения пилообразных напряжений (с раз Личными амплитудами) с опорным напряжением. В результате амплитудноимпульсной модуляции фазные напряжения будут перемножаться на соответствующие им дополнительные переменны напряжения, несимметричные между собой, что приведет после геометрического суммирования промодулированных напряжений к появлению низкочастотно модуляции выходного квазисинусоидального напряжения преобразователя. Цель изобретения - улучшение качества выходного напряжения преобразователя путем устранения в нем низкочастотной модуляции и сдвига фазы основной гармоники- выходного напряжения в процессе его регулирования. Поставленная цель достигается тем, что преобразователь т-фазного напряжения в однофазное, содержащий mN амплитудно-импульсных модуляторов, вьтполненных по схеме однофазного инвертора на силовых ключах с двухсторонней проводимостью и нагруженных на трансформаторы, последовательно соединенные выходные обмотки которых образуют общий выход преобразователя, а также систему управления, содержащую источник управляющего напряжения .и соединенные последовательно задающий генератор, основной делитель частоты, К-канальный распределитель импульсов и подключенный к нему фазосдвигающий блок содержащий N каналов, каждый из которых выполнен в виде соединенных последовательно управляемого генератора линейно-изменяющегося напряжения, cxeNbj сравнения, одним из входов связанной, с источником управляющего напряжения, и схемы выделени-я управляющих напряжений, а также 2mN оконечных усилителей мощности, связа нных со входами силовых ключей, дополнительно снабжен 2N узлами синхронизации, каждый из которых входом подключен к одному из выходов N-ой схемы выделения управляющих напряжений, а выходами - ко входам m оконечных усилителей мощности, N синхро-. низированными триггерами, каждый из которых входом подключен к N-му выходу К-канального распределителяимпульс ов, а выходом - ко входу N-ой пары узлов синхронизации, причем генератор линейно-изменяющегося напряжения выполнен в виде генератора симметричного треугольного напряжения, а узел синхронизации выполнен в виде соединенных последовательно схемл выделения фронта импульса, подключенного к ней установочным входом делителя частоты, тактовый вход кото.рого связан с йызсодом задающего, генератора, и сдвигающего регистра, управляющий вход которого подключен к выходууправляющего триггера, одним из входов- которого подключен к выходу схемы выделения управляющих напряжений, а второй - к выходу М-го синхронизированного триггера. Кроме того схема выделения управляющих напряжений содержит две схемы выделения фронта импульса, подключенных входами одна непосредственно, а другая - через инвертор к N-му выходу К-канального распределителя импульсов, а также две последовательно соединенные схемы 2И-НЕ, первая из которых подключена одним из входо к выходу cxeivfj совпадения, вторым к выходу одной из схем выделения фронта импульса, причем вторая схема выделения фронта импульса выходом по ключена ко второму входу второй схеМ1 2И-НЕ, выходом подключенной к инвертору, вход и выход которого Образуют два выхода схемл выделения . управляющих напряжений. На фиг. 1 дана структурная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - схема амплитудно-импульсног Модулятора на ключах с двухсторонне проводимостью; на фиг. 3 - одна из возможных схемных реализаций ключа с двухсторонней проводимостью; на фиг. 4 - временные диaгpaм ы, поясняющие принцип форм1 ров ания управляю щих напряжений в предлагаемом преобразователе; на фиг. 5 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы схемы выделения управляю1цих напря жений; на фиг. 6 - пример выполнения схем выделения фронта импульсов. Преобразователь т-фазного напряжения в однофазное содержит источник т-фазного напряжения 1, подключенные к нему mN амплитудно-импульсных модуляторов 2 (на фиг. 1 приведена структурная схема для m 3, N 1), выполненных по схеме однофазного инвертора и нагруженных на трансформа.торы 3, выходные обмотки которых образуют общий выход, подключенный к нагрузке 4. Система управления содержит источник управляющего напряжения 5 (в качестве его может быть использован выход блока обратной связи по напряжению), соединенные последов ательно задающий генератор6, основной делитель 7 частоты, К-канальный распределитель 8 импульсов ,, а также подключенный к нему фазосдвигающий блок 9 (в. общем случае содержащий N каналов, но в. данном примере показан один канал) , выполненный в видесоединенных последовательно -управляемого генератора линейно-изменяю щегося напряжения 10, схемл 11 сравнения, одним из входов связанной с источником управлййшего напряжения 5 и схелы выделения-управляющих напряжений 12, к каждому из двух выходов которой (инвертирующему и неинвертирующему) подключен узел 13 синхронизации выполненный в видесоединенных последовательно.схемы выделения фронта импульсов 14, подключенногок ней установочным входом делителя 15 частоты, тактовый вход которого связан с выходом задающего генератора 6, и сдвигающего, регистра 16, управляющий вход которого подключен, к выходу управляющего триггера 17, один из входов котЪрого подключен к выходу схемы выделения управляющих напряжений 12, а второй - к выходу синхронизирующего триггера 18. Схема выделения управляющих напряжений содержит две схемы 19 и 20 выделения фронта импульса, одна из которых (19) подключена входом непосредственно, а вторая (20) через инвертор 21 к выходу К-канального распределителя 8 импульсов, а также последовательно соединенные схемл 22 и 23 типа 2И-НЕ, первая из которых подключена одним из входов к выходу схемы 11 сравнения, вторым к выходу схемы 20- выделения фронта импульса, причем схема 19 выделения фронта .импульса подключена ко второму входу второй- (23) схемы 2И-НЕ, выходом подключенной к фазоинвертору 24, вход и, выход которого образуют два входа схемл выделения управляющих напряжений. Выходы сдвигающих регистров 16 через усилители 25 И 26 мощности связаны ссиловыми ключами амплитудноимпульсных модуляторов 2, пример реализации которых приведен на фиг. 3. Амплитудно-импульсный модулятор 2 выполнен по мостовой схеме на ключах с двухсторонней проводимостью в виде двух стоек 27 и 28. Раздельное управление стойками 27 и 28 позволяет плавно регулировать величину действующего значения выходного напряжения путем широтно-импульсного регулирова- -ния, при этом усилители 25 и 26 мощности связаны соответственно со стойками 27 и 28 амплитудно-импульсных модуляторов. Рассмотрим принцип формирования импульсов управления силовыми ключами, одного комплекта амплиуудно-импульсных модуляторов (N - 1, m 3). Последовательность импульсов 29 с выхода задающего-генератора 6 поступает наделитель 7 частоты,на выходе которого формируется последовательность импульсов 30f поступающая на вход К-канального распределителя 8 импульсбв, на входе которого формируются К сдвинутых относительно друг друга на фиксированный угол М импульсоь 31, 32 типа меандра (показано только два импульса). Импульсы 317 32 поступают далее на триггеры синхронизации соответствующих фазосдвигающих блоков, формирующихимпульсные напряжения 33,34. Принцип формирования напряжения управления одного канала рассмотрим на примере фазосдвигающего блока 9, cинkpoнизиpoвaннoгo относительно импульсного напряжения 31, Импульсное напряжение 31 поступает на вход генератора линейно изменяющегсэся напряжения 10 ( в данном случае генератора треугольного напряжения, в качестве которого может быть использован интегратор) ,. на выходе которого формируется напряжение 35, сравнивае мое с напряжением управления 36, при этом на выходе схемл 11 сравнения формируется напряжение 37, которое также является выходным напряжением схемы выделения управляющих напряжений 12, на инвертирующем выходе кото рой формируется импульсное напряжени 38. На выходе схем выделения фронта импульсов 14 формируются импульсы 39,40, соответствующие временному , расположению положительного фронта последовательностей импульсов 37,38 Импульсы.39,40 принудительно устана ливают выход делителя 15 частоты в единичное состояние (положительный .потенциал), причем в нулевое состоя ние каждый из делителей 15 переходи при поступлении на его вход от задаю щего генератора первого (nocjje само го импульса 39 или 40) высокочастотного импульса последовательности 29 Таким образом, после прихода установочного импульса 39 или 40 начальная фаза импульсов 41 и 42 на выходе делителей 1Ь частоты совпадает с моментом сравнения напряжения ЗЬ с управляющим напряжением 36. Далее импульсы 41, 42 поступают на сдвигаю щие регистры, синхронизация-которых осуществляется управляющими триггера ми. На выходах каждой из схем регист ра 16 формируются последовательности импульсов 43-45 и 46-48, сдвинутых на угол 21С/Э относительно друг друга Импульсы управления 43-45 подаются на стойки 27, а импульсы управления 46-48 - на стойки 28 амплитудно-импульсных модуляторов, на выходе которых будут формироваться промэдулированные напряжения, эквивалентные коммутационные функции которых представлены на диаграммах 49-51. Такой вид имело бы напряжение на выходах амплитудно-импульсных модуляторов 2, если бы последние были подклю.чены к источнику постоянного напряжения. Для обеспечения нормальной работ схемл выделения управляющих напряжений необходимо, чтобы при изменении величины управляющего напряжения выше или ниже уровня треугольного напряжения не происходило.сбоя в .работ узлов синхронизации . Предлагаемая ст1}уктура cxeNbi выделения управляющи напряжений позволяет исключить возмо ность возникновения таких сбоев. На вз{од схемы выделения управляющих напряжений 12 поступает импульсное напряжение 31. На выходе схем выделения фронта импульса формируются последовательности импульсов 52, 53. Соединение логических схем 2И-НЕ 22 л 23 с выходами схемы 11 сравнения формирования Фронта импульса 22, 23 обеспечивает такой режим работы, при котором независимо от уров -ня напряжения управления на выходах cxeMJ выделения управляющих напряжеНИИ формируются импульсные напряжения 54,55,56, обеспечивающие формирование на выходах управляющих триггеров 17 импульсных последовательностей 57-62. При этом эквивалентные коммутационные функции представлены на диаграммах 63-65. Как видно, основная гармоника эквивалентной коммутационной функции в процессе регулирования не изменяется по фазе. На выходе же сдвигаиощего регистра в каждом из узлов синхронизации формируются импульсные напряжения с .фиксированным фазовым сдвигом (в данном случае 2К1Ъ) . Формула изобретения 1 .Преобразователь itr-фазного напряжения в однофазное, содержащий mN амплитудно-импульсных модуляторов выполненных по схеме однофазного ИН7 вертора на силовых ключах с двухстоJ oннeй проводимостью и нагруженных на трансформаторы, последовательно соединенные выходные обмотки которых образуют общий выход преобразователя, а также систему управления, содержащую источник управ.ляющего напряжения и соединенные последовательно задающий генератор, основной делитель частоты, К-канальный распределитель импульсов и подключенный к нему фазосдвигающий блок, содержащий N каналов , каждый из. которых выполнен в виде соединенных последовательно управляемого генератора линейно изменяющегося напряжения, схемы сравнения, одним из входов связанной с источником управляющего напряжения, и cxeivbj выделения управляющих напряжений, а также 2mN оконечных усилителей мощности, связанных со входами силовых ключей, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества выходной энергии путем устранения фазового сдвига основной-гармоники выходного напряжения в процессе его регулирования и устранения низкочастотной модуляции, он дополнительно снабжен 2N узлами .синхронизации, каждый из которых входом подключен к одному из выходов N-ой cxaNM выделения управляющих напряжений, а выходами - ко вхо- . дам m оконечных усилителей мощности, N синхронизированными триггерами, каждый из которых входом подключен к N-му выходу К-канального распределителя импульсов, а выходом - ко входу N-ой пары узлов синхронизации, причем генератор линейно-изменяющегося напряжения выполнен генератора симметричного треугольного напряжения, а узел синхронизации выполнен в виде соединенных последовательно схемы выделения фронта импульса, подключенного к ней установочным входом делителя частоты, тактовый вход которого связан с выходом задающего генератора, и сдвигающепэ регистра, управляющий вход которого подключен к выходу управляющего триггера, одним из входов которого подключен к выходу схема выделения управляющих напряжений, а второй - к выходу INr-ro синхронизированного триггера.
2, Преобразователь по п. 1-, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, схема выделения управляющих напряжений содержит две cxeNta выделения фронта импульса, подключенных входами одна непосредственно, а другая через инвертор к N-му выходу к-кансильного распределителя импульсов, а также две последовательно соединенные схекы 2И-НЕ, первая из которых подключена одним из входов к выходу схемл совпадения, вторым - к выходу одной из ехем выделения фронта импульса, при-чем вторая схема выделения фронта импульса выходом подключена ко второму.
входу второй схемы 2И-НЕ, выходом подключенной к инвертору, вход н выход которого образуют два выхода схеNfcj выделения управляющих напряжений,
5Источники информации,
принятые во внимание при экспертизе
1.Пьяных Б.Е. Исследование несимметричных режимов преобразователей частоты с однократной модуляцией,
Q Дисс. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. К., Изд-во АН Украинской ССР, с. 1972, с. 212-215.
2.Карташов Р.П., Чехет Э.М. . Функциональные схема преобразователей
- частоты Устройства преобразовательной техники . Вып. 2, К., Наукова думка , 1969.
3.Патент США 3170107, кл.321-7, 16.02.65.
4.Авторское свидетельство СССР 0 по заявке 2641860/07, 07.07.78.
/ r
/ t/ /
Sf
57 58 S3
. ,/.
55
59 60
ff
Jf
/ ./%. ,. ./V
,
/
SB 61
ег 65 и
./
/X
/ ч
/
/
1-1
-JL
