Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода . Цель изобретения - упрощение устройства . Преобразователь содержит основной однофазный инвертор на ключах 5-8. Вторичная обмотка основного трансформатора 9 разделена отводом от средней точки, подключенным к первому выход.ому выводу В, на две половины, соединенные свободными выводами через ключи переменного тока 24 и 28 с вторым А и третьим С выходными выводами преобразования. Две группы ключей переменного тока 21-23 и 25-27 соединяют промежуточные отводы половин вторичной обмотки основного трансформатора 9 с выходными выводами преобразователя А и С через вторичные обмотки 19 и 20 вспомогательного трансформатора 10. При определенном алгоритме коммутации ключей-1-8 и ключей переменного тока 21 -28 формируется 13 ступенчатое квазисинусоидальное выходное фазное напряжение преобразователя. 1 табл., 3 ил. -.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (si>s Н 02 M 7/539
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
28 (21) 4757725/07 (22) 13.11.89 (46) 23.12.91 Бюл. М 47 (71) Красноярский сельскохозяйственный институт (72) A.M.Àçàðîa (53) 621.314,58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 944027, кл. Н 02 М 7/48. 1980.
Авторское свидетельство СССР
N- 1636975, кл. Н 02 M 7/539, 1989. (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 — упрощение устройства. Преобразователь содержит, Ж„„1700728 А1 основной однофазный инвертор на ключах
5 — 8. Вторичная обмотка основного трансформатора 9 разделена отводом от средней точки, подключенным к первому выход :ому выводу В, на две половины, соединенные свободными выводами через ключи переменного тока 24 и 28 с вторым А и третьим
С выходными выводами преобразования.
Две группы ключей переменного тока 21-,23 и 25 — 27 соединяют промежуточные отводы половин вторичной обмотки основного трансформатора 9 с выходными выводами преобразователя А и С через вторичные обмотки 19 и 20 вспомогательного трансформатора 10. При определенном алгоритме коммутации ключей 1-8 и ключей переменного тока 21-28 формируется 13 ступенчатое ф квазисинусоидальное выходное фаэное напряжение преобразователя. 1 табл., 3 ил.
;Г
1700728
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода.
Цель изобретения,— упрощение преоб- 5 разоаателя.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема силовой части преобразователя; на фиг. 2 — принципиальная схема блока . управления преобразователем; ан фиг. 3 — 10 диаграммы, поясняющие принцип работы преобразователя. В таблице дана истинность программируемого постоянного запоминающего устройства.
Силовая часть преобразователя (фиг. 1) 15 содержит основной и вспомогательный однофазные инверторы, выполненные соответственно на ключах 1-8.
Выходы инверторов нагружены на первичные обмотки основного 9 и вспомога- 20 тельного 10 трансформаторов. Секции
11-18 основного трансформатора 9 и вторичные обмотки 19 и 20 вспомогательного трансформатора 10 соединены через ключи
21-28 переменного тока в две фазы по.ñõå- 25 ме открытого треугольника, вершины которого образуют выходные выводы А, В и С преобразователя.
Блок управления преобразователем (фиг, 2) содержит задающий генератор 29, 30 выход которого подключен к входу двоичного счетчика 30 импульсов с коэффициентом пересчета, разным 27. Выходы счетчика 30 нагружены на адресные входы программируемого постоянного запоминающего уст- 35 ройства 31. Выходы 32-43 последнего соединены через триггер 44, логические элементы НЕ 45 — 50, элементы 2-2И-2ИЛИ
51-53 и блок 54 буферных усилителей с управляющими входами силовых ключей пре- 40 образоаателя, причем номера выходов блока 54 соответствуют номерам ключей, к которым .они подключены, Диаграммы (фиг, 3) представляют формы импульсов на выходах следующих эле- 45 ментов: диагоамма 55 — задающего генератора 29, диаграммы 56-61 — на выходах элементов 51-53 и 48-50 (импульсы управления ключами 1-8 основного и вспомогательного инаерторов)„диаграммы 50
62.и 63- трансформатороа 9 и 10, диаграммы 64-71 — на выходах 36-43 элемента 31 (импульсы управления ключами 21-25), диаграмма 72 — преобразователя (форма выходного фазного напряжения). 55
Преобразователь работает. следующим. образом.
Задающий генератор 29 формирует последовательность импульсов (диаграмма 55 фиг. 3), которая поступает нэ вход даоичноro с братчика 30 с коэффициентом пересчета, равным 27. С выхода последнего импульсы поступают на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 31, логические состояния выходов
32-43 которого в зависимости от кода адреса представлены в таблице. Выходы устройства 31 нагружены на входы блока 54 буферных усилителей, причем уровень логического нуля на его входе обеспечивает закрытое состояние силового ключа преобразователя, а уровень логической единицы — открытое, Полупериод выходного напряжения 72 преобразователя можно разделить на 27 равных интервалов, что соответствует 27-ми логическими состояниям устройства 31.
На первом интервале с выхода 32 устройства 31 сигнал логической единицы устанавливает триггер 44 в логическое состояние "1", которое сохраняется а течение первого полупериода выходного преобразователя. Выходные сигналы триггера 44 управляют работой элементов 51-5Д, через которые проходят сигналы с выходов 33-35 на управляющие входы ключей 1 — 8 основного и вспомогательного инверторов. С выходов 33 — 35 устройства 31 сигналы логических единиц проходят через открытые сигналов триггера 44 элементы 51-53, усиливаются блоком 54 и отпирают ключи 1, 4, 5 и 7 основного и вспомогательного инвертороа.
Выходные сигналы элементов 51-53 инаертируются элементами 48-50 и запирают силовые ключи 2, 3, 6 и 8. Сигналы логических единиц с выходов 37 и 43 устройства 31 отпирают ключи 22 и 28. Остальные 21, 2327 ключи переменного тока запреты сигналами логических нулей с выходов 36, 38-42 устройства 31.
Формирование импульсов управления силовыми ключами на следующих интервалах происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 55-72 (фиг. 3) и таблицей истинности устройств 31, В результате работы инверторов на обмотках трансформатороа 9 и 10 формируются напряжения (диаграммы 62 и 63, фиг. 3), а на фазе нагрузки, соединенной звездой 13-ступенчатое напряжение 72..Дпя получения формы выходного напряжения, представленной на диаграмме 72 напряжения на каждой из секций 11, 14, 15, 18 и 12. 13, 16, 17 основного трансформатора 9 должны быть соответственно равны 2U и 3U, а напряжения на каждой из вторичных обмоток
19 и20, вспомогательного трансформатора
10 равны О, Силовая схема преобразователя работает следующим образом.
1700728
На первом интервале замыкают ключи
1, 4, 5, 6, 7, 22 и 28 (диаграммы 56, 58, 60, 65 и 71. фиг. 3). При этом напряжения на обмотках вспомогательного трансформатора 10 становятся равными нулю..Через замкнутый ключ 22 к выходным выводам А и В преобразователя прикладывается сумма напряжений секций 16 и 15 основного трансформатора 9, равная 5 U, К выводам В и С через ключ 28 сумма напряжений секций
15-18, равная -10 О, а к выводам С и А через ключи 28 и 22 сумма напряжений секций 18 и 17 равная 5 U. При этом фазные напряжения нагрузки, соединенной звездой, соответственно равны;
0Ав — Uca 5 U-5 U з
Uac - UAa -10 U-50 — -5U
Uc -(UA+ 08)-5 U, т,е. формируются нулевая, девятая отрицательная и девятая положительная ступени фазных напряжений UA, Ua и Uc, На втором интервале вместо ключа 7 замыкают ключ 8, появляется напряжение на обмотках 19 и 20 вспомогательного трансформатора 10. Через ключ 22 к выводам А и В прикладывается алгебраическая сумма напряжений секций 15 и 16 и обмотки
20, равная 6 U, к выводам В и С через ключ
28 вновь прикладывается сумма напряжений секций 15-18, равная -10 U, к выводам
С и А через ключи 28, 22 алгебраическая сумма напряжений секций 18 и 17 и обмотки
20, равная 4 U. Фазные напряжения стано2 16 14 . вятся равными — U,- — U,— U т.е, фсоми3 3 3 руются первая положительная, десятая отрицательная и восьмая положительная ступени фазных напряжений UA, Ua и Uc, На следующих интервалах работа преобразователя происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 5572 (фиг. 3) и таблицей истинности устройства 31.
Подключение любой ветви схемы с по5 мощью управляемых ключей с двухсторонней проводимостью обеспечивает возможность прохождение тока в двух направлениях и постоянство потенциалов фаз в течение каждого интервала, Это обуслав10 ливает работоспособность преобразова1еля при любом коэффициенте мощности нагрузки с неизменной формой кривой выходного напряжения. Вспомогательный трансформатор имеет только две вторичные
15 обмотки, что упрощает устройство.
Формула изобретения
Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное квазисинусоидальное напряжение, содержащий основной и вспо20 могательный однофазные интервалы, на выходе которых включены соответственно основной и вспомогательный трансформаторы, причем вторичная обмотка основного трансформатора имеет отвод от средней
25 точки, соединенный непосредственно с первым выходным выводом преобразователя, а первая и вторая половины вторичной обмотки основного трансформатора свободными выводами через ключи переменного тока
30 подключены к соответственно второму и третьему выходным выводам и имеет М промежуточных отводов. две группы N ключей переменного тока, отличающийся тем, что, с целью упрощения, промежуточные от35 воды первой и второй половины вторичной обмотки через N ключей переменного тока соединены в первую и вторую общие точки, которые подключены через соответствующую вторичную обмотку вспомогательного
40 трансформатора к третьему и второму выходному выводу преобразователя соответственно.
1700728
О О О О
0 О 0 4
О 0 О б О 4 О
О О 1 0
О О f
О О
О 1 О О
О 4 0 О
О f 0
О 1 О f б 1 1 О
0 1 4 О
О f 1 б f 1 1
О 0 б 0 б О
f О О
1 О 1 0 б 1
0 1 4
l 1 0 0
О О ! 0! 11 f 01 00 0004
104,10040000
004 04 001 ОО а О4
040ООО4ОООО4
0014 OOO 4 0000!
0 0 f О О О 0 f О О 1 0 д О О 1 1 б Î д 1 О О 1 О
0 О g 1 0 О О 1 0 0 1 О
О О О! ОООО 0100! 0 0 0 б О О 0 4 О 1 О 0
О О О О f О 0 б 1 0 О О
1 О О 1 О 9 О О f 7 О 0 О
OOб110О 0 100 0
О О 0 l 0 0 0 1 l б б О
О О 1 1 О О 0 1 О 1 О О 0
1 О 1 б б 0 б б 1 б 0 б б 0 1 О 7 0 О О f 0 0 0
1 б 1 1 б б 1 О О 0 1 О 0 б О 1 f 1 О 1 О 0 О 1 О б
1 0 40,,1 0 1 О О О f 0 0
0 0 f f О 1 0 б О 0 0 4 б! б f 0 О 1 О 0 б О О О
0010110000010
1 О б l б f О О 0 О О О
0,0 0 1 1 О б 0 О 0
1 О О О f 1 б б О б 0 0
О 0 О 1 б б 1 0 О б 0 0 7
1700728
Составитель В;Мовин
Техред M.Mîðãåíòýë
Редактор H. Áîáêîsà
Корректор Н.Ревская
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 4476 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
