Способ формирования выходного напряжениятрехфазного инвертора и устройство для егоосуществления

(22) Заявлено 160675 2 Ф) 2143809/24-07 ) М Кл3 Союз Советских.СоциалистическихРеспублин с присоединением заявки ИоН 02 М 7/537 Государетаенный комнтет СССР.,яо делам нзобретенайн открытнй(54) СПОСОБ "ФОРМИРОВАНИЯ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ТРЕХФАЗНОГО ИНВЕРТОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть ис- . пользовано в системах электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в трехФаэное переменное напряжение со ступенчатой, близкой к синусоидальной, Формой кривой выходного напряжения,Известны устройства 111, 121 для осуществления способа формирования . выходного фазного напряжения, в кото-. рых линейное напряжение имеет трехступенчатую Форму с малым содержанием высших гармоник., наинизшая,из высших гармоник 11-ая, а Фазное напря жение имеет плохой спектральный состав - прямоугольную ФормуВ устройстве 11 ) Прямоугольное напряжение относительно средней точки источника питания с паузой 20 30 эл. град, получается на средней точке первичной обмотки вспомогательного трансформатора, включенной междуодноименными Фазами двух трехфазныхмостов, со взаимным сдвигом сигналовуправления на 30 эл.град.Дополнитель-,но прямоугольные напряжения получаются с вторичных обмоток двух другиханалогичных всмопогательных трансформаторов, первичные обмотки которых З 0 включены в пары других одноименныхфаэ.Наиболее близким к предложенномуспособу является способ формированиявыходного напряжения 3), состоящийв получении фазного напряжения ввиде суммы основного прямоугольного напряженияймеющего паузу30 эл, град., с дополнительныминапряжениями прямоугольной формы,имеющими длительность 30 эл. град.и отстоящими друг от друга на30 эл, град,При разбалансе токов нагрузкипо фазам необходим вывод нулевогопровода инвертора и его соединениес нулем эвезды 1 нагрузки, Тогданапряжение между Фаэными выводами и нулем звезды нагрузки повторяет форму фазного напряженияинверторат.е. содержит третьюгармоническую составляющую и имеетплохой спектральный состав, что приводит к необходимости значительногоувеличения выходного фильтра.Наличие третьей гармоническойсоставляющей в фазном напряженииявляется недостатком способа устойчивости для формирования выходного фазного напряжения трехфазногоинвертора, работающего на несбалансированную по Фазам нагрузку.Целью изобретения является повышение качества фазного напряженияпри соединении нагрузки звездой,нулевой вывод которой связан с нулевым выходным выводом инвертора,Для достижения этого при формировании выходного напряжения трехфазного инвертора формируют в каждойфазе двухступенчатое симметричное относительно середины полупериода напряжение с паузой на нулевом уровнеи дополнительно формируют переменноенапряжение тройной частоты и прямоугольной формы с паузой 90 эл. град,и суммируют его с указанными напряжениями,Указанный способ формирования выходного напряжения осуществляется вустройстве, содержащем трехфазныйинвертор с нулевым выходным выводом 20и снабженном. дополнительной мостовойоднофазной преобразовательной ячейкой в диагональ переменного тока которой включена первичная обмоткатрансФорматора, имеющего, по крайнеймере, одну вторичную обмотку, связанную с цепью нагрузки,Трансформатор может быть выполненс тремя вторичными обмотками, каждаяиз которых включена последовательнос соответствующим Фазным выходнымвыводом.Кроме того, при использованиитрансформатора с одной вторичнойобмоткой последняя включена междунулевым выходным выводом инвертораи нулевым выводом нагрузки,На фиг.1 издбражено три варианта схемы устройства для осуществления данного способа формированиявыходного напряжения; на фиг, 2 - диаг, рамма фазного напряжения.Устройство содержит трехфазныйинвертор 1 с нулевым выходным выводом и дополнительную мостовую однофазную ячейку 2 на ключах (транзис-. 45торах):3, в диагональ переменноготока которой включена первичная обмотка трансформатора 4, имеющего, покрайней мере, одну вторичную обмотку, связанную с цепью нагрузки, имею;щей нулевую точку О,Напряжения на выходных выводахинвертора относительно точки 0 среднего потенциала источника имеет вид)показанный на диаграммах ОАО и Пво(фиг.2), Такие напряжения имеют КНИболее 40 и содержат все высшие нечетные гармоники, начиная с третьей,Поэтому точка 0 не может использоваться как нулевой выходной зажиминвертора. Линейное напряжение имеет 6 рвид трехступенчатой кривой ПАВ ПАО ЪОне содержащей высших гармоник, вплотьдо одиннадцатой.Транзисторы 3 коммутируются такимобразом, чтобы напряжение на транс- у Форматоре имело вид, показанный надиаграмме Одоп (фиг.2), а коэффициент трансформации трансформатора 4выбирается равным 0,155:1 (при бестрансформаторном выходе инвертора 1).Сумма напряжений ОАО и У образуетфазное напряжение Бдо (Фиг.2), которое имеет форму и спектральный соотавтакие же, как у линейного напряженияформа которого при этом не претерпевает изменений, Следовательно, нулевая точка 0 звезды нагрузок Еиможет быть соединена (непосредственноили через землю ) с точкой 0 среднего потенциала источника, При этомобеспечивается качество и симметрияфазных напряжений при любом раэбалансе токов нагрузки,Мощность ячейки 2 зависит от максимального небаланса токов:нагрузки.Так как обычно при номинальной нагруз.ке инвертора. небаланс не превышаетй 15, а Удс,п =0,25(1 ф, мощность ячейки2 не превышает 4-5 выходной мощностиинвертора. Для уменьшения объема,занимаемого вторичными обмотками тран "сформатора 4, последний выполняетсяс одной вторичной обмоткой, включенной между точками О и 0 если за-/земление точки 0 не требуется изусловия помехоустойчивости схемы(фиг.16) .В случае выполнения трехфазногоинвертора 1 с трансформаторным выходом вторичная обмотка трансформатора 4 включается между нулевойточкой звезды вторичных обмотоквыходных трансформаторов основнойячейки и нулевым выходным выводоминвертора (фиг.1 в).Формула изобретения1, Способ формирования выходного напряжения трехфазного инвертора, согласно которощР Формируют в каждой фазе двухступенчатое симметричное относительно середины полупериода напряжение с паузой на нулевом уровне, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества фазного напряжения при соединении нагрузки звездой, нулевой вывод которой связан с нулевым выходным выводом инвертора, дополнительно формируют переменное напряжение тройной частоты и прямоугольной формы с паузой 90 эл. град. и суммируют его с укаэанными напряжениями.2, Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее трехфазный инвертор с нулевым выходным выводом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено дополнительной мостовой однофазной преобразовательной ячейкой, в диагональ переменного тока, которой включена первичная,об/42 Тираж 730 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и,открытий 113035, Москва, Ж, Раушская на.ч а ю щ е е с я тем, что трансформатор выполнен с тремя. вторичнымиобмотками каждая из которых включена последовательно с соответствующим фазным выходным выводом,4. Устройство поп.2;о т л и ч а ю- ощ е е с я тем, что при использовании филиал ППП Патент г,ужг трансформатора с одной вторичной обмоткой последняя включена между нулевым выходным выводом инвертора инулевым выводом нагрузки,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Р 3573602, кл.321-9,1971,2. Патент СШЛ М 3391323,кл,321-5,1968,3. Патент Японии Р 50-16486,кл, 56 С 6, 1974,