Трехфазный инвертор

(21) 410 (22) 05, (46) 07 . (71) Науч тут авто ики при ванных роники Томско систем уп(56) АвтоИф 873358АвторУ 773875 8. и можетх электровтоматикиого напря- усоидаль- кривой ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ 862/24-076862.88, Бюл. У 5но-исследовательскийатики и электромеханнституте автоматиэирравления и радиоэлекАзаров, А.Г.Азароведькова314. 58 (088. 8)рское свидетельствокл, Н 02 М 7/48, 19ское свидетельство ССкл. Н 02 М 7/537, 1(57) Изобретение относитсяпреобразовательной техникибыть использовано в системпитания, электропривода идля преобразования постоянжения в трехфаэное кваэисиное. Цель - улучшение форм,ЯО 1372551 А 1 выходного напряжения, уменьшение массы и габаритов. Инвертор содержитдва трехфазных моста, один из которыхвыполнен на ключах постоянного тока,а другой - на ключах переменного тока, и блок управления. Входы мостовподключены к шинам двух источников,величины напряжений которых относятся как 1:2, причем источник с меньшим уровнем напряжения подключен квторому мосту. Выходы мостов непосредственно связаны с выходными выводами инвертора. Две разноименные шиныисточников связаны между собой черезуправляемый ключ постоянного тока. Спомощью ключей мостов на интервалекаждой ступени источники соединяютсяпоследовательно и к полученным тремзажимам источников подключаются выходные выводы инвертора. В результате работы инвертора на его выходеформируется трехфаэное пятиступенчатое напряжение. 3 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано всистемах вторичного электропитанияи электропривода для преобразованияспостоянного напряжения в трехфазноепеременное напряжение.Цель изобретения - улучшение формы кривой выходного напряжения иуменьшение. массы и габаритов.10На фиг.1 представлена принципиальная схема силовой части трехфазногоинвертора; на фиг.2 - принципиальнаясхема системы управления; на фиг.З -диаграммы, посняющие принцип работы 15инвертора.Силовая часть инвертора содержитдва трехфазных моста, один из которыхвыполнен на ключах 1-6 постоянноготока, например транзисторах, шунтированных возвратными диодами, другоймост выполнен на ключах 7-12 переменного тока. Разноименные входные выводы мостов соединены через ключ 13 постоянного тока, шунтированный возвратным диодом. Входы постоянного токапервого и второго мостов соединеныс выводами для подключения источников постоянного тока с напряжениями2 У и У соответственно, а выходы переменного тока мостов непосредственносоединены с выходными выводами инвертора.Блок управления преобразователем(фиг.2) содержит задающий генератор14, выход которого соединен с входомраспределителя 15 импульсов. Выходыпоследнего связаны через логическиеэлементы ИЛИ 16-28 и блок 29 буферных усилителей с управляющим входами 40ключей 1-13, причем номера выходовблока 29 соответствуют номерам ключей, к которым они подключены.На диаграммах (фиг.З) представленыформы импульсов на выходах следующих 45элементов: 30 - задающего генератора14; 31-48 - распределителя 15 импульсов; 49-6 - элементов ИЛИ 16-28 (импульсы управления ключами 1-13 соответственно); 62 - инвертора (выходное фазное напряжение П),Трехфазный инвертор работает следующим образом.Задающий генератор 14 формируетпоследовательность импульсов 30, которая поступает на вход 18-канальногораспределителя 15 импульсов. Выходныесигналы 31-48 распределителя 15 импульсов суммируются элементами ИЛИ- ЗПвовс - Удв13 с ( А 8) т.е. формируются первая положительная, четвертая отрицательная и третья положительная ступени фазных напряжений 1 д "в "сНа втором интервале замыкают ключи 1, 3, 8 и 13. При этом через ключ 13 источники соединяются последовательно, но другими разнополярными шинами, Через ключи 1, 8 и 3, 8 к выводам А, В и С, В соответственно прикладывается сумма напряжений источников, равная 31. Через кгпочи 1 и 3 выводы С и А замыкаются накоротко, в результате линейные напряжения становятся равными 30, -ЗП, 0 а фаэные напряжения У, 2 П, У, т,е. формируются вторая положительная, пятая отрицательная и вторая положительная ступени фазных напряженийНа следующих интервалах работа ин 16-28, на выходах которых формируются последовательности импульсов 49-61, которые после усиления блоком 29 поступают на управляющие входы ключей 1-13. В результате работы инвертора на фазе нагрузки, соединенной звездой, формируется напряжение 62, амплитуды ступеней которого с первой по пятую соответственно равны П/3,4 Ц/3, 5 У/3, 20, Для получения напряжения с указанными амплитудами напряжения источников питания мостов должны быть равны У и 2 П, Полупериод выходного напряжения инвертора можно разделить на девять равных интервалов.На первом интервале замыкают ключи 1,5,7 и 12 (диаграммы 49, 53, 55 и 60). При этом с помощью ключей 1 и 7 источники питания соединяются последовательно. Через замкнутые ключи 1 и 5 к выходным выводам А и В инвертора прикладывается напряжение 2 ц первого источника, через ключи 5 и 12 к выводам С и В - сумма напряжений источников, равная 30, к выводам С и А через ключи 12 и 1 - напряжение 0 второго источника, При этом фазные напряжения на нагрузке, соединенной звездой, равны:вертора происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 30-61,5Подключение любой ветви схемы с помощью управляемых ключей с двухсторонней проводимостью обеспечивает возможность прохождения тока в двух направлениях и постоянство разности 10 потенциалов фаэ в течение каждого интервала. Это обуславливает работоспособность инвертора при любом коэффициенте мощности нагрузки с неизменной формой кривой выходного напряже нияПредлагаемый трехфазный инвертор имеет лучшую по отношению к известному форму кривой выходного напряжения (пятиступенчатую с коэффициентом гармоник К, 11,97. вместо трехступенчатой кривой с К = 15,27) примерно на 203 меньшую массу и габариты за счет замены ключей переменного тока 25 одного моста на ключи постоянного тока. Формула изо брет,.ияТрехфазный инвертор, содержащий два трехфазных моста, первый иэ которых выполнен на ключах переменного така, входные выводы постоянного тока мостов соединены с выводами для подключения двух источников питания, а выходы переменного тока обоих мостов непосредственно соединены с выходными выводами инвертора, и блок управления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного напряжения, уменьшения массы и габаритов, второй мост выполнен на управляемых ключах постоянного тока, шунтированных возвратными диодами, одни разноименные выводы для подключения источников питания соединены между собой через управляемый ключ постоянного тока, шунтированный возвратным диодом, значения напряжений источников питания относятся между собой как 1:2, а входные выводы первого моста соединены с выводами для подключения источника питания с меньшим уровнем напряжения.