Способ формирования квазисинусоидального выходного напряжения инвертора

О П Союз Советск Сециатистическии РеспубликМ г 2 с присоединением заявки Мо Н 02 М 1/08 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) АвтОРы изобретения Ю.М. Калниболотский, В.Я, Буйков и А,И, Солодовннк Киевский ордена Ленина политехнический институтимени 50-летия Великой Октябрьской социалистическойреволюции(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КВАЗИСИНУСОИДАЛБНОГО ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ИНВЕРТОРА2 Предлагаемый способ формирования квазисинусоидального выходного напряжения относится к области электротехники и предназначен для использо" 5 вания в преобразовательныхустройствах, например инверторах с квазйсинусоидальным выходным напряжением..Известен способ Формирования квазисииусоидального выходного напряже" ния в преобразовательных устройствах, основанный на модуляции выходного напряжения по различным законам (13.К недостаткам известного способа относится то, что для Формирования выходноЮ напряжения с заданным коэф 15 Фициентом гармоник требуется большое число инверторных ячеек,.что увели чивает весогабаритные показатели устройств реализации.Ближайшим по технической сущности к заявлявмому является способ (21 заключающийся в том, что квазисииусоидальное напряжение Формируется из алгебраической суммы напряжений однофазных или многофазных инверторных ячеек, работающих в ключевомрежиме иуправляемых от генератора управляю: щих импульсов.При этом управляющие импульсы сдвинуты один относительно другого йа заданный угол, а инверторные ячейки работают с длительностью открытого состояния, равной половине периода переключения.К недостаткам способа относится то, что ступенчатая функция, аппроксимирующая выходное напряжение, Формируется из неортогонального набора импульсов.Линейная комбинация из неортогонального набора импульсов является избыточной по отношению к линейной комбинации из ортогонального набора импульсов, кроме того, она не удовлетворяет критериям теоремы о 1 наилучшей аппроксимациифф.Из этого следует, что получаемая аппроксимация является неоптимальной, Но так как между коэФфициентом гармоник или коэффициентом искажений (эти два коэффициента для знакопеременной Функции связаны выражениемК,=-И) Кгде КЗ - коэффициент гармоник, К -коэффициент искажений) и среднеквадра тической ошибкой аппроксимации существует взаимно-однозначное соответствие,.то этоприводит к тому, что ступенчатая функция обладает неоптималь3 6741ным коэффициентом гармоник (искаже"ний) .Кроме того, неоптимальность аппро" "ксимации приводит к тому, что дляреализации способа требуется больШое -количество инверторных ячеек; чтоухудщает весогабаритные показатели 5устройств реализации.Целью изобретения является уменьшение весогабаритных показателей кулучшения качества выходного напряжения. 10Поставленная цель достигается тем,что в способе формирования квазисикусбидального напряжения инвертора,заключаюцегося в том, что квазисинусоидальйое выходное напряжение Форми 5руют путем алгебраического сложениянапряжений однофазных или многофазныхкнверторных ячеек,работающихв ключевом режиме и управляемых от генератора управляющих импульсов, генера- .тор управляющих импульсов Формируетимпульсы управления силовыми ключами инверторных ячеек в моменты изменения знайа соответствующей функции,входяцей в аппроксимирующий ряд Уолша,при этом на выходе инверторных ячеек 25получают прямоугольные импульсы различной частоты и длительности и постоянной амплитуды, которую при алгебраическом суммировании корректируютпропорционально весовым коэффициентам при,соответствующих ФункцияхУолша,На фиг. 1 представлены для примера формы импульсов для трех инверторных ячеек, необходимых для Формирования напряжения кваэисинусоидальиойформы, показанной на Фиг. 2Генератор управляющих импульсовформирует импульсы управления силовы мк ключами инверторных ячеек в виде 40набора прямоугольных импульсов с различной длительностью и частотой к постоянной амплитудой колебания, представляюцих собой фуйкцииаййрокскмирующего ряда Уолша.Аппроксимирующий ряд Уолша и коэф" "фициенты его определяются какг Щ=Мя 2 ЖО.=О 6355 йафА)-25,ИМЕВ)-а,ьМЕ(ИД,формула изобретения Способ формирования кваэисинусо"мдальиого выходного напряженияинвертора,. заключающийся в том, что кваэиоинусоидалъное выходное напряжение Формируют путем алгебраического сложения напряжений одиофазных или многофаэных ккверторкых ячеек, работаю цихв ключевом режиме и управляемых от генератора управляющих импульсов, о т л и ч а ю ц к й с я тем, что, с целью Уменьшения весогабаритных показателей,и"улучшения качества выходногонапряжения, генератор управляющих импульсов формирует импульсы управления скловымк клвчамк инверторкых -ячеек в моменты .кэмекекия знака соответствующей функции, входяцей в аппроксимирующий ряд Уаша, при этом ка вйходе ккверторных ячеек получают прямоуголъйые импульсы различной час- тоты и длктелъностк и постоянной ам" плитуды,которую при алгебраическомсуммировании корректируют пропорцкокалько весовым коэффициентам при соответствующих Функциях Уолша. Я4 й) -;с а; ежа,)Ьа, -%оЙ,1)о 50 где Юа 1,Ц - Функция Уолша камер функции Ф, - текущая координа-. 55та.Функции Уолша легко реализуютсяс помощью ключевых элементов.Выходные напряженйя кнверторкых"ячеек, которые в точности повторяют форму управляющего напряжения (фиг.1, алгебраически суммируются на выхода преобразователя, причем велйчина напряжения каждой ииверторной ячейки преобразуется согласно весовым коэффициентам аппроксимирующего реда 66 4Уолша, соответствующим функциям дан ного ряда.Весовые коэффициенты можно легкс реализовать, положив коэффициенты трансформации вьходных трансформато-ров инверторных ячеек равными коэффициенту при соответствующей функции Уолша, Последовательное соединение вторичных обмоток этих трансформаторов позволяет произвести алгебраическое суммирование выходных напряжения инверторных ячеек. В примере, представленном на фиг.1 и 2, аппроксимирующий ряд имеетвид; что позволяет обойтись для Формирования квазисинусоидального навряжения с коэффициентом гармоник К =7% тремя инверторными ячейками.В качестве сравнения следует отметить, что для формирования данного напряжения из неоптимального на-бора импульсов требуется восемь инверторных ячеек, при этом К =9 11. Таким образом, способ Формирования квазиойнусокдального напряжения с помощью базисной системы функций Уолша дает возможность получить выходное напряжение, обладающее оптимальными критериями качества, при этом Формирование прокзводится при минимальном числе инверторных ячеек.674166 6та, серия Радиоэлектроника, вып. 12 - Виша школафф, 1975, стр. 3-5. Составитель В, Жмуровпуришвили Техред О. Андрейко Корре Билак Редакт Тираж 856 ЦНИИПИ Государственног по делам изобретени 3035, Москва, И, Р3 4101/53 ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Источни и информации, принятые вовни ание при экспертиэе1. Руденко В. С., Победаш К, К.и др. Преобразователь с улучшеннойформой выходного напряжения. ВестникКиевского политехнического институ 2. Авторское свидетельство СССРР 124517, кл. Н 02 М 1/08, 1959. Подпйсноеомитета СССРоткрытийская наб , д,