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 коэффициента гармоник. Преобразователь содержит основной однофазный инвертор на ключах 1-4, выходом подключенный к первичной обмотке основного трансформатора 9, и вспомогательный однофазный инвертор на ключах 5-8, выходом подключенный к первичной обмотке вспомогательного трансформатора 10. Секции вторичной обмотки 11-13 основного трансформатора 9 через вторичные обмотки 14 и 15 вспомогательного трансформатора 10 и ключи переменного тока 16-27 соединены с выходными выводами А, В, С преобразователя . При определенном алгоритме коммутации ключей 1-8 и ключей переменного тока 16-27 на выходе преобразователя формируется 12-ступенчатое фазное напряжение . Соотношение числа витков секций 11, 12, 13 вторичной обмотки основного трансформатора 9 и вторичных обмоток 14 и 15 вспомогательного трансформатора 10 выбрано равным 3:1:4:2:2. 3 ил. 1 табл. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (яи Н 02 М 7/539

ГОСУДАРСТВЕН-Ы1й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ"..

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (61) 1545311 (21) 4774127/07 (22) 25.12,89 (46) 07.11.91, Бюл, ¹ 41 (71) Красноярский сельскохозяйственный институт (72) А.М. Азаров (53) 621.314.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1545311, кл. Н 02 М 7/539, 1988, (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 уменьшения коэффициента гармоник. Преобразователь содержит основной однофаз„„SU„„1690145 А2 ный инвертор на ключах 1 — 4, выходом подключенный к первичной обмотке основного трансформатора 9, и вспомогательный однофазный инвертор на ключах 5-8, выходом подключенный к первичной обмотке вспомогательного трансформатора 10. Секции вторичной обмотки 11 — 13 основносо трансформатора 9 через вторичные обмотки 14 и

15 вспомогательного трансформатора 10 и ключи переменного тока 16 — 27 соединены с выходными выводами А, В, С преобразователя. При определенном алгоритме коммутации ключей 1 — 8 и ключей переменного тока 16 — 27 на выходе преобразователя формируется 12-ступенчатое фазное напряжение. Соотношение числа витков секций 11, 12, 13 вторичной обмотки основного трансформатора 9 и вторичных обмоток 14 и 15 вспомогательного трансформатора 10 выбрано равным 3:1:4:2:2. 3 ил. 1 табл.

1690145

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода и является усовершенствованием преобразователя по основному авт. св, М

1545311.

Цель изобретения — гтовышение качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник.

На фиг. 1 показана 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 и вспомогател ьн ый однофазные инверторы, выполненные соответственно на ключах 1 — 4 и 5 — 8. Выходы инверторов подключены к первичным обмоткам основного и вспомогательного трансформаторов 9 и 10. Секции 11 — 13 вторичной обмотки основного трансформатора

9 и вторичные обмотки 14 и 15 вспомогательного трансформатора 10 соединены между собой и подключены через ключи 16— 27 переменного тока к выходным выводам

А, В, С преобразователя.

Блок управления преобразователем (фиг. 2) содержит задающий генератор 28, выход которого подключен к входу двоичного счетчика 29 импульсов с коэффициентом пересчета, равным 24. Выходы счетчика 29 нагружены на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 30. Выходы 31 — 46 последнего соединены через триггер 47, логические элементы HE 48-53, элементы 2-2И-2ИЛИ

54 — 56 и блок 57 буферных усилителей с управляющими входами силовых ключей преобразователя, причем номера выходов блока 57 соответствуют номерам ключей, к которым они подключены.

На фиг. 3 диаграммы 58 — 79 представляют собой формы импульсов на выходах следующих элементов: 58 — задающего генератора 28; 59-64 — элементов 54-56 и

51 — 53 (импульсы управления ключами 1-8 инверторов); 65 и 66 — трансформаторов 9 и

10; 67-78 — на выходах 35 — 46 элемента 30 (импульсы управления ключами 16 — 27); 79— преобразователя (форма выходного фазного напряжения).

Преобразователь работает следующим образом.

Задающий генератор 28 формирует последовательность импульсов 58 (фиг. 3), которая поступает на вход двоичного счетчика

29 с коэффициентом пересчета, равным 24.

C выхода счетчика 29 импульсы поступают на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 30, логические состояния выходов 31 — 46 которого в зависимости от кода адреса пред5 ставлены в таблице истинности. Выходы элемента ЗО нагружены на входы блока 57 буферных усилителей, причем уровень логического нуля на его входе обеспечивает закрытое состояние силового ключа

10 преобразователя, а уровень логической еди- ницы — открытое. Полупериод выходного напряжения 79 преобразователя можно разделить на 24 равных интервала, что соответствует 24 логическим состояниям эле15 мента 30.

На первом интервале с выхода 31 элемента 30 сигнал логической единицы устанавливает триггер 47 в состояние "1", которое сохраняется в течение первого пол20 упериода выходного напряжения преобразователя. Выходные сигналы триггера 47 управляют работой элементов 54-56, через которые проходят сигналы с выходов 32 — 34 на управляющие входы ключей 1 — 8 инверто25 ров. С выходов 32 — 34 элемента 30 сигналы логических единиц проходят через открытые сигналом триггера 47 элементы 54-56, усиливаются блоком 57 и отпирают ключи

1, 4, 5 и 7 основного и вспомогательного

30 инверторов. Выходные сигналы элементов

54 — 56 инвертируются элементами 51 — 53 и запирают силовые ключи 2, 3, 6 и 8, Сигналы логических единиц с выходов 38, 39 и 42 элемента 30 отпирают ключи 19, 20 и 23.

35 Остальные ключи переменного тока 16 — 18, 21, 22, 24 — 27 заперты сигналами логических нулей с выходов 35 — 37, 40, 41, 43 — 46 элемента 30. Формирование импульсов управления силовыми ключами на следующих

40 интервалах происходит аналогично ойисанному в соответствии с диаграммами 58 — 78 (фиг. 3) и таблицей истинности элемента 30.

В результате работы инверторов на обмотках трансформаторов 9 и 10 формируют45 ся напряжения 65 и 66 (фиг. 3), а на фазе нагрузки, соединенной звездой, 12-ступенчатое напряжение 79. Для получения формы выходного напряжения, представленной на диаграмме 79, числа витков вторичных об50 моток основного трансформатора и вторичных обмоток вспомогательного трансформатора должны относиться между собой как 3:1:4:2:2.

Силовая схема преобразователя рабо55 тает следующим образом.

На первом интервале замыкают ключи

1, 4, 5, 7, 19, 20 и 23 (диаграммы 59, 61, 63, 70, 71 и 74). При этом напряжение на обмотках 14 и 15 вспомогательного трансформатора 10 становится равным нулю, Через

1690145 замкнутые ключи 23 и 19 к выходным выводам А и В преобразователя прикладывается напряжение обмотки 13 основного трансформатора 9, равное 4U, к выводам ВС через ключи 19 и 20 — сумма напряжений обмоток 11 — 13, равная — 8U, а к выводам С, А через ключи 20 и 23 — сумма напряжений обмоток 11 и 14, равная 4U, При этом фазные напряжения нагрузки, соединенной звездой, соответственно равны

Одв — Uca 4 U — 4 0

Од—

Овс Одв — 80 — 40 40, Ов

0с = — (04+08) =4U т.е. формируются нулевая, девятая отрицательная и девятая положительная ступени фазных напряжений UA, Ов.

На втором интервале замыкают ключи

2, 3, 6, 7, 18, 21 и 22 и появляется напряжение на обмотках 14 и 15 вспомогательного трансформатора 10. Через ключи 22 и 18 к выводам А и В прикладывается сумма напряжений обмоток 11 и 14, равная 50, к выводам В и С через ключи 18 и 21 вновь прикладывается сумма напряжений обмоток 11 — 13, равная -BU, к выводам С и А через ключи 21 и 22 — алгебраическая сумма напряжений обмоток 12, 13 и обмотки 14, равная 3U. Фазные напряжения становятся

20 130»0 равными 3, 3, - З,т,е. формируются первая положительная, десятая отрица5 тельная и восьмая положительная ступени фазных напряжений UA, Оя, Uc.

На следующих интервалах работа преобразователя происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами

10 58 — 78 (фиг. 3) и таблицей истинности элемента 30.

Подключение любой ветви схемы с помощью управляемых. ключей с двухсторонней проводимостью обеспечивает .воз15 можность прохождения тока в двух направлениях и постоянство разности потенциалов фаэ в течение каждого интервала, Это обуславливает работоспособность преобразователя при любом коэффициенте мощно20 сти нагрузки с неизменной формой кривой выходного напряжения.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное

25 напряжение по авт. св. М 1545311, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем. уменьшения крэффициента гармоник, числа витков первой, второй и третьей секций вто30 ричной обмотки основного трансформатора и, числа витков вторичных обмоток вспомогательного трансформатора отнесены между собой как 3:1:4:2:2, 1690145

1á90145

3g я

Риа 2

Ю

d7 бд

cr

И кз бФ

Составитель В.Моин

Техред М.Моргентал

Корректор M.Øàðîøè

Редактор Н,Химчук

Заказ 3824 Тираж. 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

67

И

6Р

)р п

Ц ц

wr

Рф

fP

У

0 в

j( и и

И

gc

Я л