Трехфазный инвертор Советский патент 1983 года по МПК H02M7/537 

(54) ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение огносигся к преобразовательной технике, в частности к трехфазньтм инверторам, преобразующим постоянное напряжение в переменное для питания потребителей систем автоматики и электропривода. Известен способ для повышения качес ва выходного напряжения трехфазного инвертора, по которому выходные зажимы трехфазного моста основных ключей соединяют с нулевым выводом источника питания на , соответствующее 30 эл. град, в каждом полупериоде, с помощью дополнительных ключей перемен ного тока. При этом, в отличие от обычного трехфазного инвертора, величина 5-ой и 7-ой гармоник уменьшается почти в 4 раза и составляет 5,5 и 4% соо ветственно, а коэффициент искажений уменьшается с 32 до 20% С I }, Известно устройство, реализующее этот способ, в котором в качестве допол нительных кЛ1рчей используются две встречно-параллельно включенные цепоч :ки, состоящие канодая из последовагельно :соединенных диода и транзистора С 2. J Недостатком этого устройства является присутствие в форме кривой выходного линейнвго напряжения 5-ой и 7-)й гармоник, что приводит к необходимостивыбора резонансной частоты выходного фильтра ниже частоты 5--ой гармоники (чтобы избежать ее усиления) и, как следствие этого, к необходимости увеличения массы и габаритов выходного фильтра. Известна схема устройства, полностью исключающая пятую и седьмую гармоники З. Однако известное устройство имеет дополнительные формирующие трансх})орматоры значительных габаритов, первичная обмотка которого включена в силовую цепь и обтекается током нагрузки инвертора. Наиболее близким к предлагаемому является инвертор, также исключающий пятую и седьмую гармоники и содержащий подключенный к источнику питания трехфазный мост основных управляемых ключей, кансдый вывод переменного тока которого соединен с соотвегствующим выводом переменного тока трехфазного моста вспомогательных управляемых ключей через первичную обмотку авто-... трансформатора, соединенную с соответст вующим фазным выходным выводом через последовательно соединенные вторичные обмотки трансформаторов двух других фаз . Недостаток данного инвертора обуслов лен также большой массой трансформаторов. Цель изобретения - улучшение массо- габаритных показателей устройства за счег снилония расчетной мощности транс форматоров при сохранении качесгва выходного напряжения,.. Поставленная цель достигается тем, что трехфазный инвертор, содержащий подключенный к источнику питания грехфазный мост ocHoBHbix управляемых ключей, каждый вывод переменного тока KOTO рого соединен с соответствующим выводом переменного тока трехфазного моста вспомогательных управляемых ключей первичн то обмотку трансформатора соединенную с соответствующим фазным выходным выводом через последовательно соединенные вторичные обмотки гране- форматоров двух других фаз, снабжен тремя управляемыми ключами переменного тока, канодый из которых включен менету нулевым -выводом источника питания и выводом переменного тока моста основных управляемых ключей, подключен ным через указанные последовательно соединенные вторичные обмогки трансформаторов к выходному фазному выводу. На фиг. I показана схема устройства на фиг. 2 - диаграммы напряжений. Инвертор (фиг. 1) содержит трехфазный мост основных управляемых ключей {транзисторов) 1-6. Выкодные зажимы этого мо та соединены с нулевым выводом источника питания через управляемые клюш 7-9 переменного тока, состоящие, например, из встречно-параллельно соединенны транзисторов и диодов. Инвертор содержи также трехфазный мост вспомогательных управляемых ключей 10-15. Между выходными зажимами этого моста и фазными выходными выводами включены первич ные обмотки 16-18: формирующих трансформаторов 19-21, вторичные обмотки 22-27 которых включены последовательн в выходные цепи двух других фаз. Выходные зажимы А,В,С инвертора соединены с трехфазной нагрузкой 28. Устройство работает следующим образом. MQCT ключей 1-6 (вместе с дополнительными ключами 7-9) и мост ключей 10-15 работают синхронно и синфазно (фиг, 2). Отличив законов коммутации ключей состоит в том, что ключи открыты на 180 к формируют на выход. ных зажимах этого моста напряжения -bO cO fi виде нормальных tпрямоугольников, сдвинутых относительно друг друга на 12О° . Ключи 1-6 открыты на 15О° , а в оставшейся части полупериода в ЗО° открыты ключи 7-9. Поэтому на выходе основного моста формируется напряжение U.IQ , и„(д, 0(410 в виде прямоугольников с паузой на нуле в Зр° , также взаимно сдвинутых на 12О°, Напряжение на первичных обмотках 16-18 трансформаторов имеет вид прямоугольников с паузой на нуле в 150° ( , , ). Из схемы (фиг. 1) следует, что выходные фазные напряжения (ОС-ЧБ; o- o pi«A- Jcc) ). где (Г -коэффициент трансформа-. ции трансформаторов 19-21, W, , количество витков первичной и вторичной обмоток. Для высокого качества линейного напряжения необходимо выбрать jp 0,155. . Выходное линейное напряжение - Uop и имеет трехступенчатую форму, в которой полностью отсутствуют высщие гармоники с номерами 3,5,7,9, 15,17,19,21,..., а коэффициент искажений равен 16%. Благодаря этому выходной фильтр инвертора может проектироваться на резонансную частоту ниже 11-ой гармоноки. Формула изобретения Трёхфазный инвертор, содержащий подключенный к источнику питания трехфазный мост основных управляемых ключей, канщый вывод переменного тока которого соединен с соотвегствуюшим выводом переменного тчэка трехфазного моста вспомогательных управляемых ключей через первичную обмотку трансформатора, соединенную с соответствующим фазным вы- 5 ходным выводом через последовательно соединенные .вторичные обмотки трансформаторов двух других фаз, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей за счет О снижения рассчетной мощности трансфор маторов при сохранении качества выходного напряжения, он снабжен тремя управляемыми ключами переменного тока, каждый из которых включен между нуле- 15 вым выводом источника питания и выво. ь. Li

Г 1

21

1 1 п

Л1

Л б -5Ф Г 9877

4

Фиг.1 76 дом переменного тока моста основных управляемых :ключей,, подключенным через указанные последовательно соединенные вторичные обмогки трансформаторов к выходному фазному .выводу. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1..Авторское свидетелЕаство СССР № 200659, кл. Н О2 М 1/12, 1966. 2.Патент США № 3391323, кл. 321-5, 1968. 3.Патент США N 3838331, кл. 321-9, 1974. 4.Патент США № 3572602, кЛ. 321-9, 1971. /