Трехфазный инвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M7/537 

I

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитанияч и электропривода для преобразования постоянного напряжения в трехфазное переменное напряжение посредством инверторов.

Известны трехфазные транзисторные инверторы с многоступенчатой, близкой к синусоидальной, формой кривой выходного напряжения, содержащие два трехфазных моста транзисторов, мевду выводами переменного тока одноименных фаз которых включены автотрансформаторы, а отвод от средней точки обмотки автотрансформатора данной фазы соединен с выходным выводом инвертора через дополнительные обмотки автотрансформаторов двух других фаз tl.

Недостатком этих инверторов является большая масса автотрансформаторов в случае необходимости получения

выходного напряжения с относительно низкой частотой (50-400 Гц).

Наиболее близким к предлагаемому является трехфазный инвертор, содержащий два трехфазных моста управляемых ключей, между выводами переменного тока одноименных фаз которых включены автотрансформато{ил со средними выводами, связанными с соответствук щими выходными выводами инвертора. В данном инверторе частота перемагничивания сердечников автотрансформаторов может быть выбрана в несколько раз больше, чем частота выходного напряжения инвертора и поэтому масса автотрансформаторов существенно меньше, чем в известном инверторе С2.

Однако форма кривой выходного напряжения такого инвертора имеет значительный коэффициент искажений (более 17%).

Цель изобретения - уменьшение коэффициента искажения формы кривой выходного напряжения. Цель достигается тем, что в трехфазный инвертор содержащий два трехфазных моста управляемых ключей, между выводами переменного тока одноименных фаз которых включены автотранс форматоры со средними выводами, связанными с соответствующими выходными выводами инвертора, введен дополнительный трехфазный мост управляемых ключей, три дополнительных трансформатора и два вспомогательных управляемых ключа, причем одни концы первичных обмоток дополнительных трансформаторов подключены к вьгоодам пере менного тока дополнительного моста, а другие объединены и подключены к входным выводам инвертора через вспомогательные управляемые ключи, а вторичная обмотка каждого дополнительного трансформатора включена меж ду средним выводом автотрансформатор и соответствующим выходным выводом инвертора. . При этом автотрансформаторы могут быть переведены в режим перемагничив НИИ на повышенной частоте, что позволит уменьшить его массу. На фиг.1 показана предлагаемая схема инвертораJ на фиг.2 - диаграмм напряжений на основных элементах инвертора. Инвертор содержит два трехфазных моста управляемых ключей, например транзисторов 1-12. Выходные зажимы мостов в каждой фазе соединены через автотрансформаторы 13,14 и 15, имеющ отвод от средней точки обмотки. Дополнительный трехфазный мост выполне на транзисторах 16-21. На выходе это го моста включены одним концом перви ные обмотки дополнительных трансформаторов 22-24, другие концы которых объедине1в 1 и соединены с входными вьшодами инвертора через вспомогател ные транзисторы 25 и 26. Вторичные обмотки трансформаторов 22-24 соединяют средние выводы автотрансформато ров 13,14 и 15 с выходными выводами вертора А,. Инвертор работает следующим образом. Основные транзисторы каждой фазы коммутируются со взаимным сдвигом в 120 эл.град.,а импульсы управления мостами взаимосдвинуты на 30 эл.град При этом автотрансформаторы 13,.14 и 15 в течение 150 эл.град. не перемаг ничиваются (открыты одновременно тра 8 1 и 3) , а в течеисторы 2 и 4 или ие 30 эл.град. перемагничиваются а частоте, в любое целое число раз ревышающей выходную частоту инвертоа, за счет переключения транзисторов о диагонали, т.е. 1 и 4, 2 и 3 и т.д. а фиг.2 показаны диаграммы напряжеия и.г и , на автотрансформаторах и потенциалов точек А и В отноительно средней точки источника питания (условного нуля . Коммутация дополнительных и вспоогательных транзисторов 17-21 и 25, 26 осуществляется на частоте, в 12 раз превышающей выходную частоту инвертора, таким образом, чтобы образовать на трансформаторах 22-24 напряжение 14 -Qi и показанные на фиг.2. В калодый д,.нный момент времени работает один дополнительный трансформатор, а остальные два при этом замкну ты накоротко. Линейное выходное напряжение ид (Л0 ) -(Ug,Q+U22,) инвертора имеет вид пятиступенчатой кривой, показанной на фиг.2. Если принять коэффициент трансформации трансформаторов 22-24 равным 1:0,127, то напряжение Удр, имеет следующий спектраль- , ный состав: Uj 3,3%; ,4%;U9 0; U,,4;:; 0,7%; Ui 0 и коэффициент нелинейных искажений менее 8%. Выходной фильтр такого инвертора имеет пренебрежимо малую массу, а за счет повьш1енньгх частот перемагничивания сердечников трансформаторов схемы 13-15 и 22-24 их масса также резко уменьшена по отношению к известному инвертору. Так как через транзисторы 25 и 26 протекает ток, равный сумме токов трех фаз, то при симметричной нагрузке инвертора эти транзисторы оказываются практически ненагруженными. Формула изобретения Трехфазный инвертор, содержащий .два трехфазных моста управляемых ключей, между выводами переменного тока одноименных фаз которых включены, автотрансформаторы со средними выводами, связанными с соответствующими выходными выводами, отличающийся тем, что, с целью « уменьшения коэффициента искажения формы кривой выходного напряжения.

он снабжен двумя вспомогательными управляемыми ключами, дополнительным трехфазным моотом управляемых ключей и тремя дополнительными трансформаторами, одни концы первичных обмоток которых подключены к выводам переменного тока дополнительного моста, а другие объединены и подключены ко входным выводам инвертора через вспомогательные управляеьвле ключи, причем,вторичная обмотка каждого дополнительного трансформатора включена между средним выводом автотрансформатора и соответствующим выходным выводом инвертора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 5П666, кл. Н 02 М 7/48, 1971.

2.Патент США R 3573602, кл. 321-9, 1-969.