1
Иэобр-гтение относится к силовой преобразовательной технике и может использоваться в системах электроснабжения и электропривода промышленных установок и транспортных средств.
Известен однофазный статический преобразователь с промежуточным звеном повышенной частоты и с трехступенчатой формой выходного напряжения, выполненный по несимметрично схеме. Он содержит однофазный инвертор, трансформатор с тремя выходными обмотками, соединенными последовательно, и ключи переменного тока, соединенные с одной клеммой однофазной нагрузки/ а четвертый зажим обмоток подключен ко второй клемме нагрузки. Напряжения на каждой выходной обмотке трансформатора равны соответственно амплитудам первой, второй и третьей ступеней выходного напряжения. Поочередно подключая с помощью ключей переменного тока эти обмотки к нагрузке, формируют на ней трехступенчатое напряжение 1.
Недостатком такого преобразователя является необходимость использования трех однофазных трансформаторов в случае формирования трехфазного напряжения, что увеличивает вес и габариты устройства. Кроме того, в течение периода выходного напряжения трансформатор работает с переменной частотой и должен рассчитываться на частоту, в три раза превышающую частоту выходного напряжения преобразователя. Для уменьше0ния веса и габаритов преобразователя путем увеличения рабочей частоты трансформатора он выполнен по симметричной схеме, т.е. имеет 6 выходных обмоток (по три обмотки
5 относительно зажима нагрузки), что также увеличивает массу, габариты и усложняет схему устройства.
Известен также преобразователь , который содержит однофазный инвер0тор, трансформатор с шестью вторичными обмотками, соединенными последовательно, и ключи переменного тока, К среднему зажиму обмоток подключена одна клемма трехфазной нагрузки,
5 а две другие ее клеммы через ключи переменного тока соединены со всеми другими зажимами вторичных обмоток. , Напряжения на -вторичных обмотках трансформатора симметричны относительно средней точки и соответственно равны амплитудам первой, второй и третьей ступеней линейного напряжения. Подключая в определенной последовательности вторичные обмотки трансформатора с помощью ключей переменного т.ока, формируют два линейных напряжения, что достаточно для получения трехфазной системы напряжений 2.
Однако трансформатор данного статического преобразователя имеет шесть выходных обмоток со значительными напряжениями, действующими на их зажимах. Это увеличивает установленную мощность трансформатора и требует применения высоковольтных ключей переменного тока. Большое число обмоток трансформатора приводит к увеличению их массы, усложняет схему преобразователя.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности является преобразователь, содержащий однофазный инвертор, подключенный к первичной обмотке трансформатора, концы трех последовательно соединенных вторичных обмоток которого подключены к каждому из трех выходных выводов преобразователя через управляемые ключи переменного тока 3.
Недостатком этого преобразовател является его сравнительная сложност Для его реализации требуется 12 ключей переменного тока.
.Цель изобретения - упрощение преобразователя.
Поставленная цель достигается тем, что в известном преобразователе, содержащем однофазный инвертор, подключенный к первичной обмотке трансформатора, концы вторичной обмотки и, по крайней мере, один из отводов которой, через ключи переменного тока подключены к каждому из трех выходных выводов преобразователя, указанный отвод выполнен от середины витков вторичной обмотки,
На фиг. 1 изображена схема предлагаемого преобразователя; на фиг,2диаграмма импульсов управления ключами, форма напряжения на первичной обмотке трансформатора и на нагрузке; на фиг. 3 - возможная модификация преобразователя; на фиг. 4, 5 - диаграммы импульсов управления ключами, формы напряжений на первичной обмотке трансформатора и на нагрузке при работе трансформатора на частотах, превышающих частоту выход-ного напряже:ния в б и 18 раз соответственно.
Рассмотрим схему преобразователя
На выходе однофазного инвертора 1 (фиг. 1) включен трансформатор 2, имеющий две вторичные обмотки 3, 4, концы которых вместе со средней точкой через ключи.переменного тока 5-13 соединены с выходными выводами преобразователя А, В, С.
Преобразователь работает следующим образом.
Управление ключами осуществляется импульсами напряжения {фиг. 2), причем импульсы, соответствующие графику 5, подаются на ключ 5, графику 6 - на ключ.6 и т.д. Для получения выходного напряжения, близкого к синусоидальному , амплитуды .его ступеней выбирают из условия исключения гармоник, близких к основной. Для получения трехфазного напряжения ее трансформатор должен работать на частоте, в три раза превышающей выходную (фиг.2). Особенно эффективно применение этой схемы в том случае, когда частота выходного напряжения преобразователя достаточно высокая, что обеспечивает малый вес и габариты трансформатора . I
. Во многих случаях можно использовать схему преобразователя- на (фиг. 3), являющуюся модификацией схемы На фиг. 1. Она сложнее рассморенной выше, так как содержит 12 ключей переменного тока (5-16) вместо 9.
Напряжения вторичных обмоток 3,4 трансформатора 2 равны в этом случае амплитудам первой U и второй и ступеней, линейных напряжений, причем и и(1 + УТ) . Третьи ступени линейных напряжений формируются путем суммирования напряжений обмоток 4 и 3, т.е. U.J, 0(2+1)
При активно-индуктивной нагрузке (фиг. 3) однофазный .инвертор 1 и его выходной трансформатор 2 работают с частотой, -превышающей частоту выходного напряжения преобразователя в шесть раз. Полупериод выходного напряжения разбивают на шесть разных интервалов (фиг. 4). На первом интервале замыкаются ключи 9,10,13,14 (фиг. 4). При этом с помощью ключей 10, 13 обмотки 3 и 4 соединяются последовательно и к их общей точке подключается вывод фазы А. Замкнутые ключи 9, 14 соединяют выводы фаз В и С с клеммами ( -и) и (+и,) обмоток соответственно, В .результате формируются первая положительная, третья отрицательная и вторая Положительная ступени линейных напряжений , Ug, Осд. На втором интервале замыкаются ключи 5, 10, 12, 13,а полярность напржений на обмотках изменяется на противоположную, С помощью ключей 10, 13 соединение обмоток и вывода фазы А остается неизменным, а замкнутые ключи 12, 5 соединяют выводы фаз В и е с клеммами (-U) и (+U-,) обмоток соответственно. При этом формируются вторая положительная, трет отрицательная и первая положительная ступени линейных напряжений йдй, Ugc, . На третьем интервале замыкают ключи 5, 10, 14, 15 и меняется полярность напряжений на обмотках. Ключи 5 и 14, обеспечивают последовательное соединение обметок iHO другими разноименными клеммами, и к их общей точке подключается вывод фазы С. Замкнутые ключи 10, 15 соединяют выводы фаз А и в с клеммами (+и.) и (-и) Обмоток: соответственно, в результате формируются третья положительная, вторая и первая отрицательные ступени линейных напряжений Одр,, Ug , Осд. На следующих интервалах процессы в ин-верторе происходят аналогично описанному в соответствии с диаграммой импульсов управления ключами. .В результате работы преобразователя на его выходе формируется трехфазное ступенчатое напряжение (фиг. 4). Преобразователь (фиг. 3) позволяет формировать трехступенчатое напряжение и при работе трансформатора на более высоких Частотах, которые в 6К раз превышают частоту выходног напряжения, где К 1, 2, 3... Это позволяет уменьшить массу и габариты трансформатора особенно при низкой выходной частоте преобразовател
Формула изобретения
Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное, содержащий однофазный инвертор, подключенный к первичной обмотке трансформатора, концы вторичной обмотки и, по крайней мере, один из отводов которой через ключи переменного тока подключены к каждому из трех выходных выводов преобразо0вателя, отличающийс я тем, что, с целью упрощения, указанный отвод выполнен от середины витков вторичной обмотки трансформатора..
5
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Лекоргийе Ж. Управляемые 20 электрические вентили и их применение. М., Энергия
1971, с. 399.
2.Труды Московского ордена Ленина энергетического института.
Вып. 367. М., МЭИ, 1978,. с. 58-65.
3.Авторское свидетедьство СССР
по заявке 2720705/07,кл.Н 02 М 7/48, 05.02.79.
+ 0
11
5 6
7
8
9
loll
n w
t t
i i
i i t
O
Off
н
-f4f4
-PH
.
f
T-R
; ,, U .
LTiMjlT
i i t i t
