Многофазный инвертор для частотноуправляемого электропривода

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 535694 Союз Советских Социалистических Респчблии(51) М. Кл,2) Заявлено 17.02,71 (21) 1622090 02 М 7/48 02 М 7/72 заявкис присоединен осударственнык комит(23) Приорит овета Министров ССпо делам иэобретени и открытий публиковано 15,11 ата опубликовани Бюллетеньписания 02.12.7 621.314,5(088,8) Авторыизобрете Г. С. Мыцык, Н. 3. Мастяев и А олев сковский ордена Ленина энергетический институ явитель(54) МНОГОФАЗНЫЙ ИНВЕРТОРСТОТНО-УПРАВЛЯЕМОГО ЭЛЕКТР ВО Известны многофазные инверторы для питания частотно-управляемого электропривода, выполненные в виде т однофазных инверторов на полностью управляемых ключах с двухсторонней проводимостью и содержащие т-фазный генератор прямоугольных импульсов модулирующей частоты и два генератора с трансформаторными выходами модулируемой частоты, связанные между собой через регулируемый фазосдвигающий блок.При согласовании уровней напряжений питания и нагрузки в таких инверторах на их выходе устанавливают согласующие трансформаторы или используют дополнительное преобразующее звено-конвертор, представляющее собой высокочастотный инвертор с трансформаторным выходом, выпрямитель и фильтр.Однако первый вариант решения поставленной задачи согласования при низких выходных частотах приводит к неприемлемым массо-габаритным показателям, а второй на основе конвертора неприемлем из-за того, что невозможно возвращать в источник питания активную мощность при рекуперативном торможении привода и, кроме того, сам конвертор имеет пониженный к.п,д. из-за двойного преобразования в нем электроэнергии.Описьвваемый инвертор отличается от известных тем, что цепи питания указанных т однофазных инверторов образованы последовательно соединенными обмотками двух упомянутых генераторов модулируемой частоты,а цепь управления каждого из полностью уп 5 равляемых ключей т однофазных инверторовсвязана с одним из выходов т-фазного генератора модулирующей частоты.Такое выполнение инвертора позволяетуменьшить его массу и габариты.О На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого инвертора вдвухфазном варианте (тп=2); на фиг. 2 -временные диаграммы, поясняющие принципформирования выходного напряжения для это 5 го инвертора,Инвертор на фиг. 1 содержит двухфазныйгенератор импульсов прямоугольной формы модулирующей частоты, выполненный в виде О трех мультивибраторов на трансформаторах1 - 3, соединенных по схеме пересчетного кольца, два генератора :прямоугольных импульсов модулируемой частоты в виде мультивибраторов на трансформаторах 4, 5, при чем один мультивибратор синхронизирован отдругого через регулируемый фазосдвигающий блок на дросселях 6 и 7, образующих магнитный усилитель с са мона сыщен нем, а также буферные усилители на трансформа- О торах 8 и 9 и однофазные инверторы на клю.чах в виде диодных мостов с транзисторами 10, 11 и 12, 13 в диагонали постоянного тока.Управление частотой инвертора осуществляют либо изменением параметров ЕС-контуров (например, индуктивностей) задающих генераторов модулирующей или модулируемой частот или путем подачи на их входы 14, 15 или 16, 17 частотно изменяемых синхронизирующих сигналов от соответствующих задатчиков частоты. Регулирование величины выходного напряжения осуществляют за счет фазосдвигающего блока путем подачи на его входы 18, 19 управляющего сигнала от соответствующего задатчика напряжения.На фиг. 1 однофазные инверторы выполнены по схеме с нулевой точкой, однако это не принципиально. Возможно выполнение их, например по мостовой схеме.Это относится к ключам на транзисторах 10 - 13. В качестве ключей с одинаковой двухсторонней проводимостью можно использовать известные комбинации из встречно- параллельно или встречно-последовательно включенных транзисторов.На фиг. 2 обозначено: а, в - суммарные напряжения двух обмоток плечей однофазного инвертора, сфазированные относительно нулевой точки 0 инвертора; б, г и ж, з - алгоритмы переключения ключей 10, 11 и 12, 13 соответственно; д, е и и, к - выходные напряжения инвертора У,и Уоь соответственно при двух углах регулирования а=О и аО.Основные гармоники, напряжения, по частоте равные,разности модулируемойи модулирующейчастот, показаны пунктиром,Силовые трансформаторы 8, 9 инвертора и трансформаторы 1, 2 системы управления работают на повышенных частотахи(от единиц до десятков килогерц) в зависимости от наибольшего значения выходной частоты), а их масса и габариты практически не зависят от значения выходной частоты, которая может изменяться от нулевых значений до заданных номинальных.Благодаря такой структуре инвертора возможно введение трансформаторной токовой обратной связи как в транзисторы 10 - 13 однофазных инверторов, так и в транзисторы буферных усилителей. Это позволяет улучшить энергетические показатели инвертора в случае 4переменной нагрузки (за счет стабилизациикоэффициента насыщения транзисторов).Наличие трансформаторов 8, 9 (или 4, 5 в,случае отсутствия буферных усилителей) позволяет достаточно просто согласовать уровнипитающего напряжения и напряжения потребителя.Увеличение фазности выходного напряжения в таком инверторе достигается за счет ис 10 пользования и числа однофазных инверторов,ключами которых управляют от т-фазногогенератора модулирующей частоты,Средняя линия выходного напряжения приа=О имеет форму треугольника, при аФО -15 форму трапеции, причем угол наклона боковой стороны ее стремится к д/2 при а стремящемся к л. Это, в частности, означает, чтопрактически во всей области регулированиянапряжения для реальных Соыр напрузки при20 соотношениях частот /м, по крайней мере,равных 0,8 - 1,2, искажения выходного токабудут существенно меньше, чем у инверторовс напряжением прямоугольной формы, регулируемых широтным методом.25 Наиболее целесообразная область применения описанного инвертора - частотно управляемый электропривод малой мощности доединиц киловольтампер.Формула изобретенияМногофазный инвертор для частотно-управляемого электропривода в виде т однофазных инверторов на полностью управляемых ключах с двухсторонней проводимостью, соЗ 5 держащий т-фазный генератор прямоугольных импульсов модулирующей частоты и два генератора с трансформаторными выходами модулируемой частоты, связанные между собой через регулируемый фазосдвигающий 40 блок, о тл и ч а ю щ и й ся тем, что, с цельюуменьшения массы и габаритов при согласовании уровней напряжений питания и нагрузки, цепи питания указанных т однофазных инверторов образованы последовательно со единенными обмотками двух упомянутых генераторов модулируемой частоты, а цепь управления каждого из полностью управляемых ключей т однофазных инверторов связана с одним из выходов и-фазного генератора 50 модулирующей частоты,ПодписСССР аказ 2356/10ЦНИ Типография, пр, Сапунова Изд.1746 И Государственного по делам изоб 113035, Москва, Ж.З