Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания или электропривода для преобразования постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное .
Известен трехфазный преобразователь, в котором выходное напряжение получают путем суммирования напряжений двух инверторов. Он содержит преобразовательные ячейки, каждая из которых выполнена на управляемых ключах, образующих мост, диагональ переменного тока которого связана с цепью нагрузки, а длительность прямоугольного импульса выходного фазного напряжения составляет 150 эл.град. и дополнительный преобразователь на управляемых ключах, в цепь переменного тока кото-. рого включена первичная обмотка дополнительного трансформатора, вторичные обмотки которого включены последовательно с каждым управляемым ключом преобразовательных ячеек. Преобразовательные ячейки образуют два трехфазных моста ключей, управляe ллx со взаимным фазовым сдвигом Э 30 эл.град. На интервалах импульсов эти напряжения суммируются
по первичным цепям трансформаторов с. напряжением дополнительной ячейки, работающей с шестикратной частотой. Результируюг,еэ линейное напряжение имеет трехступенчатую форму с паузой на нуле, коэффициент гармоник которого 15,2% 1.
Однако в этом устройстве основные трансформаторы работают на выходной
10 частоте, поэтому имеют болылую массу и габариты. Значительное число управляемых ключей и обмоток трансформаторов существенно усложняет схему.
Кроме того, недостатком этого
15 инвертора является несинусоидальная форма кривой выходного напряжения.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь постоянного напряжения
20 в трехфазное переменное, который содержит основной однофазный генератор с основным выходным трансформатором, вторичная.обмотка которого имеет отвод и связана через ключи
25 переменного тока с выходными выводами преобразователя и вспомогательный однофазный инвертор с вспомогательным выходным трансформатором. Основной трансформатор выполнен с тремя 30 вторичными обмотками, имеюпшми отвод от средней точки и соединенными через три первых ключа переменного то в замкнутый треугольник, вершины ко торого соединены непосредственно с выходными выводами преобразователя, вспомогательный трансформатор выполнен с тремя .вторичными обмотками, каждая из которых включена через второй ключ беременного тока между указанным отводом и противоположной вершиной треугольника. Основной инвертор работает на частоте, в три раза превышающей выходную, и формирует на выходе трехфазное двухступен чатое напряжение. С помощью вспомогательного трансформатора это напря жение суммируется с выходным напряжением вспомогательного инвертора, работающего на шестикратной частоте и на нагрузке формируется трехфазное трехступенчатое напряжение 2. Однако в выходном напряжении известного преобразователя содержится значительный процент высших гармоник с порядковыми номерами -11, 13, 23, 25,..., а коэффициент гармоник этого напряжения равен 15,2%. Это приводит к увеличению потерь мощности в потребителе или к необходимости ус тановки выходных фильтров. Цель изобретения является улучшение формы кривой выходного напряжения преобразователя. Эта цель достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальнов содержащем основной однофазный инвер тор, выходом подключенный к первичной обмотке основного трансформатора, три вторичные обмотки которого содержат по одному промежуточному выводу и связаны между собой ч-ерез три первых ключа переменного тока по схеме замкнутого треугольника, вершины которого образуют выходные выводы преобразователя, и вспомогательный однофазный инвертор, выходом подключенный к первичной обмотке вспомогательного трансформатора, каждая из трех вторичных обмоток которого включена между промежуточным выводом одной из вторичных обмоток основного трансформатора и одним из силовых выводов второго ключа переменного тока, другой силовой вывод которого соединен с той же вершиной упомянутого треугольника, что и пе рвый ключ данной фазы, а между первым ключом переменного тока и вторичной обмоткой основного трансформатора каждой фазы включена дополнительная вторичная обмотка вспомогательного трансформатора. На фиг. 1 представлена схема пред лагаемого трехфазного преобразователя, на фиг. 2 изображены формы напряжений на обмотках основного и вспомогательного трансформаторов, временная диаграмма импульсов управления ключами, форма выходного напряжения преобразователя.. Преобразователь содержит основной однофазный инвертор 1 и вспомогательный однофазный инвертор 2. Выход основного инвертора соединен с первичной ,обмоткой основного трансформатора 3, а выход вспомогательного инвертора - с первичной обмоткой вспомогательного трансформатора 4. Секции 5 и 6 вторичной обмотки основного трансформатора и вторичные обмотки 7 и 8 вспомогательного трансформатора соединены между собой и через ключи 9-14 переменного тока - с выходными выводами преобразователя А, В, С. . Устройство работает следующим Образом. Однофазные инверторы 1 и 2 синхронизированы и создают на обмотках трансформаторов 3 и 4 напряжения, формы которых представлены на фиг. 2а. Управление ключами 9-14 переменного тока осуществляется импульсами напряжения, диаграмма которых представлена на фиг. 26. Причем импульсы, соответствующие графику 9, подаются на ключ 9, графику 10 - на ключ 10 .и т.д. Для получения выходного напряжения преобразователя, близкого по форме к синусоидальному, амплитуды его ступеней выбирают из условия исключения гармоник, близких к основной. При этом величины амплитуд ступеней с первой по шестую (и - Ue ) выходного линейного напряжения соответственно равны и 7,5 ОЛ31 иг и 22,5 0,383 U, 37,5 0,609 lo - VM -- J t t f J ytl 1 V 52,5 0,783 :Uj и sin 67-, 5° 0,924 Оу„; . Uf и sin 82,5 0,992 Для получения , выходного напряжения с указанными амплитудами ступеней величины напряжений на секциях 5 и б (П(,5 , ) вторичных обмоток основного трансформатораДОЛЖНЫ быть связаны с амплитудами ступеней выходного линейного напряжения (фиг.2в) следующим образом Т + tJ-2. Q 257 и и,/5/ П, СБ + С6 + Ilt о 701 и. и напряжения на вторичных обмотках 7 и 8 (Пр , UCB ) вспомогательного трансформатора равны 0,092 U.. : - о 126 П Кроме того, при формировании трех фазного напряжения используются следующие равенства ч 4 V. бДанные соотношения амплитуд ступеней и напряжений на секциях и вторичных обмотках трансформаторов позволяют осуществить следующий принцип формирования выходного напряжения: первые ступени линейных напряжений получают путем вычитания напря жений секций 5 и обмотки 8 каждой фазы, а вторые ступени - путем их суммирования. Третьи ступени формируют путем вычитания из суммарного напряжений секций 5 и 6 напряжения обмотки 7, а четвертые ступени - путем их суммирования. Пятые и шестые ступени линейных напряжений формирую путем суммирования напряжений секдий 5 и 6 и обмоток 7 и 8 двух смеж,ных Фаз (фиг. 2д, -ё ), например 5(AJ3) °( (Ь).(Л.(Л (0,092+0,701-0,126+0,257)0
0,924 и.
т
бСАВ) (b)+Uc6CB) +Uc5tBt oB((, (-0,092+0,701+0,126+0,25) U
0,992 П
MI
где и ,и - амплитуды пятой и
5(АБ 61ЛВ; шестой ступеней линейного напряжения и
Ч&
и ,и t) - напряу ения на секС5(вт С6(В) С5(С) циях 5 и 6 фаз В
и С соответственно; и о напряжения на об° мотках 7 и 8 фаз В и С.
Работа преобразователя происходит в соответствии с диаграммой импульсов управления ключами и формами напряжений на обмотках трансформаторов. В результате работы преобразователя на его выходе формируется трехфазное шестиступенчатое напряжение, форма которого представлена на фиг. 2.
Подключение любой ветви схемы с помощью ключей переменного тока обеспечивает возможность прохождения тока в двух направлениях и постоянство разности потенциалов фаз в течение каждого интервала. Это обуславливает работоспособность преобразователя при любом коэффициенте мощности нагрузки с неизменной формой кривой выходного напряжения.
Предлагаемый преобразователь по сравнению с известным имеет лучшую форму кривой выходного напряжения шестиступенчатую вместо трехступенчатой при равном числе ключей переменного тока7г в которой содержатся
Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное, содержащий основной однофазный
инвертор, выходом подключенный к
первичной обмотке основного транс- форматора, три вторичные обмотки которого содержат по одному промежуточному выводу и связаны между собой
через три первых ключа переменного тока по схеме замкнутого треугольника, вершины которого образуют выходные выводы преобразователя, и вспомогательный однофазный инвертор, выХОДОМ подключенный к первичной обмотке вспомогательного трансформатора, каждая из трех вторичных обмоток которого включена между промежуточным выводом одной из вторичных обмоток основного трансформатора и одним из силовых выводов второго ключа переменного тока, отличающийс я тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного напряжения преобразователя, другой силовой вывод
второго ключа переменного тока соединен с той же вершиной упомянутого треугольника, что и первый ключ данной фазы, а между первым ключом переменного тока и вторичной обмоткой
основного трансформатора каждой фазы включена дополнительная вторичная обмотка вспомогательного трансформатора.
Источники информации,
принятые во внимание при экспертизе
1.Авторское свидетельство СССР 647818, кл. Н 02 М 7/537, 1975.
2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2994255/24-07,
кл. Н 02 М 7/537, 1980. высшие гармоники с порядковыми номерами VI 23, 25, 47, 49,..., а коэффициент гармоник этого напряжения К г 7,57%, обладает более высоким КПД и быстродействием, более жесткой внешней характеристикой, лучшей симметрией выходных напряжений, независимостью их до величины и характера нагрузки, отсутствием возможных автоколебаний в системе преобразователь нагрузки за счет исключения выходных фильтров, позволяет более полно компенсировать реактивную мощность нагрузки, передавая ее из фазы в фазу, а следовательно, уменьшить емкость конденсаторов, устанавливаемых на входе преобразователя. Критический коэффициент мощности нагрузки, до которого происходит полная компенсация реактивной мощности минуя источник постоянного входного напряжения, снижается до 0,131 вместо 0,265 iB известном устройстве. Формула изобретения
f О
- О
и.
тру
