Многофазный реверсивный инвертор

 

. МНОГОФАЗНЫЙ РЕВЕРСИВНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий первый многоканальный распределитель импульсов, например, по пересчетной схеме,обеспечивающий формирование многофазной системы импульсов со скважностью два и своим входом подключенный к выходу первого генератора сигналов одной частоты, узел формирования другой многофазной последовательности импульсов , входом подключенный к выходу второго генератора сигналов другой частоты, а также формирователь многофазной системы сигналов с широтно-импульсной модуляцией для управления ключами инвертора с частотой повторения , равной разности частот выходных импульсов упомнянутых распределителя и узла формирования, причем выходы последних-подключены к соответствующим входам указанного формирователя многофазной системы сигналов,. о т л ичающийся тем, что, с целью уменьшения искажений выходного напряжения , в качестве узла формирования последовательностей импульсов.установлен второй распределитель, выпалненн й аналогично первому распределителю , а в качестве формирователя мносл гофазной системы сигналов установлена .одноразрядная схема логического, вычитания (суммирования) сигналов.

„„БК„57736

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1, !1ЩД

«1ъ1- « : « « «" ««май««.Ф«;

L «

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

l1O ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 2818286/24-07 (22) 20.09.79 (46) 15.08.90. Бюл. N - 30 (72) В.И. Кочергин (53) 621.314.572(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И- 660189, кл. Н 02 P 13/18, 1976.

Авторское свидетельство СССР

N - 633128, кл. Н 02 P 13/18, 1974. (54)(57) МНОГОФАЗНЫЙ РЕВЕРСИВНЫЙ

ИНВЕРТОР, содержащий первый многоканальный распределитель импульсов, например, по пересчетной схеме,обес печивающий формирование многофазной системы импульсов со скважностью два и своим входом подключенный к выходу первого генератора сигналов одной частоты, узел формирования другой многофазной последовательности импульсов, входом подключенный к выходу

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено преимущественно для применения в системах электропитания и электропривода

:, для преобразования постоянного напря,жения в многофазное переменное напряжение с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) по закону, близкому к синусоидальному.

Известен реверсивный многофазный инвертор напряжения, используемый в системах электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в многофазное переменное напряжение с ШИМ по закону, близкому к синусоидальпому. (g1)g Н 02 M 1/00, H 02 М 7/48

2 второго генератора сигналов другой частоты, а также формирователь многофазной системы сигналов с широтно-импульсной модуляцией для управления ключами инвертора с частотой повторения, равной разности частот выходных импульсов упомнянутых распределителя и узла формирования, причем выходы последних. подключены к соответствующим входам указанного формирователя многофазной системы сигналов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения искажений выходного напряжения, в качестве узла формирования последовательностей импульсов установлен второй распределитель, выполненный аналогично первому распредели- Е телю, а в качестве формирователя многофазной системы сигналов установлена . одноразрядная схема логического вычитания (суммирования) сигналов.

CO

Инвертор содержит первый 6-канальный распределитель импульсов, выполненный по пересчетной схеме, который обеспечивает формирование 6-фазной системы импульсов со скважностью два и своим входом подключен к выходу первого генератора сигналов одной частоты и второй 3-канальный рас;пределитель импульсов, выполненный по одной из схем сдвигающего регистра, который своим входом подключенный к выходу второго генератора сигналов другой частоты. Этот распределитель формирует многофазную систему сигналов со скважностью 3, инвертор содер= жит также узел формирования системы

957736

1О

15 б-фазной системы сигналов с.IIIHM для управления ключами инвертора. Входы этого узла подключены к выходам двух упомянутых распределителей импульсов, а частота сигналов 6-фазной системы равна разности частот выходных импульсов этих распределителей.

Узел формирования в этом инверторе выполнен таким образом, что в нем одновременно реализуются функции гальванической развязки и предварительного усиления сигналов для управления ключами инвертора. Это обстоятельство оказывается важным при построении инверторов с выходной мощностью от нескольких сотен вольтампер и выше.

К недостатку описанного инвертора следует отнести недостаточно высокое качество выходного напряжения (в смысле его коэффициента гармоник).

Это приводит к нежелательному ухудшению характеристик электропривода.

Целью изобретения является уменьшение появления этого недостатка.

Поставленная цель достигается тем, что в известном многофазном реверсивном инверторе в качестве узла формирования последовательностей импульсов установлен второй многоканальный распределитель, выполненный аналогично первому распределителю, а формирователь многофазной системы сигналов выполнен в виде одноразрядной схемы логического вычитания (суммирования) сигналов.

Принцип работы устройства пояснен на примере трехфазного мостового инвертора.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — сигналы трехфазного кода С (С,С, С ), соответствующие им сигналы обычного цифрового кода

ttPtt — С -С Н1Н m С С itZii С С

3t 1 2l 1 3У

"3" = С С "4"=С С "5" = С С

1 ю 1 ге зв а также выходные напряжения Uùg UI, q

U „трехфазного мостового инвертора при управлении его силовыми элементами от сигналов С трехфазного кода; на фиг. 3-5 приведены эквивалентные трехфазному коду цифровые сигналы обычного цифрового кода на выходных шинах первого генератора трехфазного кода

А, на выходных шинах второго генератора трехфазного кода В, цифровой сигнал разности этих цифр (A-В), а также выходные напряжения U I„ П

4 инвертора (фиг. 3), когда выходные напряжения формируются на интервале от 0 до 2 Т(/3; фиг. 4, когда выходные напряжения формируются на интервале от 2 1I /3 до 49 /3; фиг. 5, когда выходные напряжения формируются на интервале от 4 /3 до 2Г() ..

Вход первого распределителя импульсов (генератора сигналов трехфазного кода) 1 соединен с шиной 2 источника внешней частоты f, . Генератор 1 содержит выходные шины 3, 4 5 соответственно для сигналов А, А, А трехфазного кода. Вход второго распределителя импульсов (генератора сигналов трехфазного кода) 6 соединен с шиной

7 источника внешней частоты f . Генератор б содержит выходные шины 8, 9,20 10 соответственно для сигналов В> В

В трехфазного кода В. Шины 3, 4, 5 соединены с первым вкодом логического блока I1 второй вход которого соединен с шинами 8, 9, 10. Выходные шины 12, 13, 14 блока 11 связаны с управляющими цепями ключей трехфазного мостового инвертора 15.

Схема логического блока 11 выполняется в виде известного одноразрядного вычитающего (суммирующего) блока многофазного кода и один из многочисленных вариантов ее выполнения может быть представлен следующими логическими выражениями

35 С, = B,ВзА„V В, В,-Аг V Вг-Вз АзЧ

V В,ВзА,Ч В,ВгАгЧ ВгВзАз

Сг = В,В,АгЧ В„ВгАзЧ ВгВзА,V В,ВзАгУ

Ч В, ВгА Ч В В А,, Сз = В B A V В В А Ч В В А Ч В В А ч

Логический блок выполняет арифметическую операцию вычитания двух чи сел А и В, заданных в трехфазном (многофазном) коде.

Схема устройства работает следуют; щим образом.

При частоте сигналов 1 г больше Е,, о что соответствует одному порядку следования фаз выходного напряжения инвертора, разность цифровых сигналов

А и В равна на отрезке от 0 до Ф/3 (фиг. 3) эквивалентным цифрам обычного кода "0" и "5", причем при приближении к значению Т(/3 длительность существования цифры "0" уменьшается, а цифры "5" увеличивается. При цифре

"0" (фиг. 2) U 1, = 1, U I, = -1, U,„=0, 957736

5 а при цифре "5" U„= 1, U = О, Uco = -1. Следовательно, на отрезке от 0 до р/3 напряжение U 1, остается неизменным и положительным по знаку; напряжение Ц убывает по линей5 ному закону ШИИ, имея отрицательный знак; напряжение 11« возрастает по линейному закону, имея отрицательный знак. 10

На отрезке от /3 до 27(/3 разность цифровых сигналов А и В равна эквивалентным цифрам обычного кода "5" и

"4", причем при приближении к значению 2 fi /3 длительность существования цифры "5" уменьшается, а цифры "4" увеличивается. В соответствии с соотношениями фиг. 2 при цифре "4" Ц =О, Ug =1 U <= -1. Следовательно, на отрезке от fi/3 до 2 ll/3 напряжение U g 20 убывает по линейному закону ШИИ, имея положительный знак; напряжение U g< возрастает по линейному закону ШИИ, имея дополнительный знак; напряжение

0 „ остается неизменным и отрицательным35 по знаку и т.д.

Для обратного следования фаз выходного напряжения инвертора необходимо изменить соотношение частот (f7< f,)

В остальном работа схемы полностью аналогична рассмотренной вьппе.

Таким образом, .на выходе трехфазного мостового инвертора формируются напряжения по трапецеидальному закону

ШИИ, когда в каждой полуволне выходного напряжения содержатся импульсы.. только одной полярности. Проведенное сравнение предложенного устройства с прототипом, например, для соотношений а Я f7/f 1 17/20, f1 Й 2 = 3/4 и при одинаковой начальной фазе этих частот для первого случая g= 7У/30 относительно первой частоты, а для второго = 0 показывает, что первая гармоническая составляющая напряжения в устройстве заявки больше, а относительные значения высших гармонических . составляющих меньше. Это обстоятельство приводит к повышению КПД. Этот вывод справедлив и для других соотношений частот.

957736 о

Я л Р» В»»»»» gr В» g» Уи У» 1» y»» y» У» g» ° P рФ

-В) Рис. Х

Техред Д..олийнык

Редактор С. Титова

Корректор T Малец

Подписное

Заказ 3083

Тираж 493

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101