Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения путем уменьшения его коэффициента гармоник. Преобразователь содержит основной инвертор на ключах 1 - 4 и первый и второй вспомогательные инверторы на ключах 5 - 8, 9 - 12 соответственно. Секции 16 - 21 вторичной обмотки основного трансформатора, вторичные обмотки 22 - 27 первого вспомогательного трансформатора и вторичные обмотки 28 - 33 второго вспомогательного трансформатора имеют соотношение чисел витков 5:9:3:1 и через ключи переменного тока 34 - 39 подключены к выходным выводам A, B, C по схеме треугольника. При определенном алгоритме коммутации ключей 1 - 12 и ключей переменного тока 34 - 39 формируется 27 - ступенчатое фазное напряжение, близкое к синусоидальному. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 М 7/539
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР с
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 983945 (21) 4723610/07 (22) 26.07.89 (46) 15.07.91. Бюл. N 26 (71) Красноярский сельскохозяйственный институт (72) А.M. Азаров (53) 621,314.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 983945, кл. Н 02 М 7/537, 1980. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО
НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода, Цель изобретения — повышение качества выходного напряжения путем
3.. Ж» 1663726 А2 уменьшения его коэффициента гармоник.
Преобразователь содержит основной инвертор на ключах 1 — 4 и первый и второй вспомогательные инверторы на ключах 5—
8, 9 — 12 соответственно. Секции 16 — 21 вторичной обмотки основного трансформатора, вторичные обмотки 22 — 27 первого вспомогательного трансформатора и вторичные обмотки 28 — 33 второго вспомогательного трансформатора имеют соотношение чисел витков 5:9:3:1 и через ключи 34 — 39 переменного тока подключены к выходным выводам А, В, С по схеме треугольника. При оп ределенном алгоритме коммутации ключей 1—
12 и ключей 34 — 39 переменного тока формируется 27-ступенчатое фазное напряжение, близкое к синусоидальному. 1 з. и. ф-лы. 3 ил., 1 табл, 1663726
50 мента 42
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода.
Цель изобретения-- повышение качества выходного напряжения путем снижения коэффициента гармоник.
На фиг, 1 представлена принципиальная схема силовой части преобразователя; на фиг. 2 — принципиальная схема блока управления преобразователем; на фиг. 3— диаграммы, поясняющие принцип работы преобразователя.
Силовая часть преобразователя (фиг, 1) содержит основной, первый и второй вспомогательные однофазные инверторы, выполненные соответственно на ключах 1 — 4, 5 — 8 и 9 — 12, В.ыходы инверторов нагружены на первичные обмотки основного, первого и второго вспомогательных трансформаторов 13, 14 и 15 соответственно. Секции 16 — 21 вторичной обмотки основного трансформатора 13 и вторичные обмотки 22—
27 и 28 — 33 вспомогательных трансформаторов 14 и 15 соединены между собой и через ключи 34 — 39 переменного тока в замкнутый треугольник, вершины которого образуют выходные выводы А, В, С преобразователя, Блок. управления преобразователем (фиг, 2) содержит задающий генератор 40, выход которого подключен к входу двоичного счетчика 41 с коэффициентом пересчета — 54. Выходы счетчика 41 нагружены на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 42. Выходы 43 — 54 последнего соединены через триггер 55, логические элементы НЕ 56 — 65, элементы 2-2И вЂ” 2ИЛИ 66 — 70 и блок 71 буферных усилителей с управляющими входами силовых ключей преобразователя, причем номера выходов блока 71 соответствуют номерам ключей, к которым они подключены.
На фиг. 3 диаграммы 72 — 92 представляют формы импульсов на выходах следующих элементов: 72 — на выходе задающего генератора 40; 73 — 82 — на выходах элементов 66 — 70, 61 — 65 (импульсы управления ключами 1 — 12 основного и вспомогатель . ных инверторов); 83 — 85- на выходах трансформаторов 13 — 15; 86 — 91 — на выходах 49—
54 элемента 42 (импульсы управления ключами 34 — 39 преобразователя); 92 — на выходе преобразователя (форма выходного фаэного напряжения, первый полупериод).
Устройство работает следующим образом.
Задающий генератор 40 формирует последовательность импульсов 72 (фиг. 3), ко5
35 торая поступает на вход двоичного счетчика
41 с коэффициентом пересчета k = 54. С выхода счетчика 41 импульсы поступают на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 42, логические состояния выходов 43 — 54 которого в зависимости от кода адреса представлены в таблице. Выходы элемента 42 нагружены на входы блока 71 буферных усилителей, причем уровень логического нуля на его входе обеспечивает закрытое состояние силового ключа преобразователя, а уровень логической единицы — открытое, Полупеоиод выходного напряжения 92 преобразователя можно разделить на 54 равных интервала, что соответствует 54 логическим состояниям элемента 42.
На первом интервале с выхода 43 элемента 42 сигнал логической единицы (см. таблицу инстинности программируемого постоя нного запоминающего устройства) устанавливает триггер 55 в логическое состояние "1", которое сохраняется в течение первого полупериода выходного напряжения преобразователя. Выходные сигналы триггера 55 управляют работой элементов
66 — 70, через которые проходят сигналы с выходов 43 -48 на управляющие входы ключей 1 — 4 и 5 — 12 основного и вспомогательных инверторов, С выходов 44, 45 и 47 элемента 42 сигналы логических единиц проходят через открытые сигналом триггера
55 элементы 66, 67 и 69, усиливаются блоком 71 и отпирают ключи 1, 4, 5 и 9 основного и вспомогательных инверторов. Сигналы логических единиц с выходов элементов 66, 67 и 69 инвертируются элементами 61, 62 и
64 и запирают ключи 2, 3, 6 и 10 инверторов.
С выходов 46 и 48 элемента 42 сигналы логических нулей запирают элементы 68 и
70, а следовательно, и силовые ключи 7 и 11, Сигналы логических нулей на выходах элементов 68 и 70 инвертируются элементами
63 и 65 и отпирают силовые ключи 8 и 12, Сигналы логических единиц с выходов 51 и
52 элемента 42 отпирают ключи 36 и 37 переменного тока. Остальные ключи переменного тока (34, 35, 38 и 39) заперты сигналами логических нулей с выходов 49, 50, 53 и 54 элемента 42, Формирование импульсов управления силовыми ключами на следующих интервалах происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами
72 — 91 (фиг. 3) и таблицей истинности элеВ результате работы инверторов на обмотках трансформаторов 13 — 15 формируются напряжения 83 — 85 (фиг. 3), а на фазе нагрузки, соединенной звездой, — 27-ступенчатое напряжение 92. Для получения
1663726
UAe — UcA 10 Π— 9 U О, 3 3 3 .
Овс — Одв — 19 U — 10 Π— 29 U,35
Ов
3 3 3
Uc= — (UA+ Ue) =
28 О
40 т. е. формируются первая положительная, девятнадцатая отрицательная и восемнадцатая положительная ступени фазных напряжений UA, Ов и Uc 45
На втором интервале вместо ключа 12 замыкают ключ 11, исчезает напряжение на обмотках 28 — 33 вспомогательного трансформатора 15. Через ключ 37 к выводам А, B прикладывается алгебраическая сумма 50 напряжений секций 16, 19 и обмотки 22, формы выходного напряжения, представленной на диаграмме 92, напряжения на каждой иэ секций 16 — 18 и 19 — 21 основного трансформатора 13 должны быть равны 5U и 9U,a напряжения на каждой из вторичных 5 обмоток 22 — 27 и 28 — 33 вспомогательных трансформаторов 14 и 15 — соответственно
ЗО и О, где Π— напряжение на вторичных обмотках 28 — 33 второго вспомогательного трансформатора 15. Таким образом, числа 10 витков секций вторичной обмотки основного трансформатора 13 и числа витков вторичных обмоток вспомогательных трансформаторов 14 и 15 должны относиться между собой как 5:9;3:1; 15
Силовая схема преобразователя работает следующим образом.
На первом интервале замыкают ключи
1, 4, 5, 8, 9, 12, 36 и 37 (диаграммы 73, 75, 78, 79, 82, 88, 89 на фиг. 3), При этом через 20 замкнутый ключ 37 к выходным выводам А, В преобразователя прикладывается алгебраическая сумма напряжений секций 16 и
19 основного трансформатора 13 и обмоток
22 и 28 вспомогательных трансформаторов 25
14 и 15, равная 10U, к выходам В, С через ключи 37 и 36 — алгебраическая сумма напряжений секций 16, 19, 18 и обмоток 22, 28, 27 и 33, равная -190, а к выводам С. А через ключ 36 — сумма напряжений обмоток 33 и 30
27 и секции 18, равная 9О. При этом фазные напряжения нагрузки, соединенной звездой, соответственно равны: равная 11U, к выводам В, С через ключи 37 и 36 — алгебраическая сумма напряжений секций 16, 19. 18 и обмоток 22, 27, равная
-19О, к выводам С, А через ключ 36 — сумма напряжений обмотки 27 и секции 18, равная
8U. Фазные напряжения становятся равными U, 10U, 9О, т,е, формируются вторая положительная, двадцатая отрицательная и семнадцатая положительная ступени фаэных напряжений. На следующих интервалах работа преобразователя происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 72 — 91 (фиг. 3) и таблицей истинности элемента 42.
Подключение любой ветви схемы с помощью управ lRBMt lx ключей с двухсторонней проводимостью обеспечивает возможность прохождения тока в двух направлениях и постоянство разности потенциалов фаз в течение каждого интервала. Это обуславливает работоспособность преобразователя при любом коэффициенте нагрузки с неизменной формой кривой выходного напряжения, Предлагаемый преобразователь имеет по отношению к известному лучшую форму кривой выходного напряжения (27-ступенчатую вместо 6 — ступенчатой).
Формула изобретения
1, Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение по авт. св, ¹ 983945, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем снижения коэффициента гармоник, в него введен второй вспомогательный инвертор, к выходу которого подключен второй вспомогательный трансформатор, содержащий шесть вторичных обмоток с равным числом витков, причем последовательно в цепь каждой вторичной обмотки первого вспомогательного трансформатора включено по одной вторичной обмотке второго вспомогательного трансформатора.
2. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что числа витков секций вторичной обмотки каждой фазы основного трансформатора и числа витков вторичных обмоток первого и второго вспомогательных трансформаторов относятся между собой как 5:9:3:1.
5f о о и о и и и и и о и о ии о и и и ии и о и и
О и
0 0
О О
0 0
00 о и
0 0 оо и о
00
r d о и
О0
0 0 и О
0 0
0 .0 ио
0 О
00 г и
0И (б
0 и и0
0 0
0 0
0 0
0 8 г г
0Г о г ог оо о r оо
00
О0
0 0
0 0
0 0
Г 0
00
Г 0
0 r
r 0
r 0
7 0
/ /
0 0
0 0
0 /
0 0
0 6
И 0 г а
0 r
/Год с(драса
1663726
& ходзь оа
Дь/ ХО Рб/
1663726 г:
rz
35 зю р
38
3S
Составитель В.Моин
Редактор M.Ïåòðoâà Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик
Заказ 2272 Тираж 387 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
