Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное напряжение

(71) Красноярский сельскохозяйственный институт(56) Авторское свидетельство СССР Р 944027, кл, Н 02 М 7/48, 1980. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ ПЕРЕЮННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ.(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения - повьппение качества выходиого напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник. Однофазный основной инверй ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ АВТОРСКОМ,Ф Сви тор на ключах 1-4 нагружен на основной трансформатор 9, вторичная обмотка которого через ключи переменного тока 21-26 соединена с выходнымивыводами А, В, С преобразователя.В цепи, соединявшие отводы вторичнообмотки основного трансформатора 9 сключами переменного тока 23-26, вклчены вторичные. обмотки 17-20 вспомогательного трансформатора 10. Первичная обмотка вспомогательного трансформатора 10 подключена к выходувспомогательного инвертора .на управляемых ключах 5-8. При определенномалгоритме коммутации управляемых ключей 1-8 и ключей переменного тока21-26 на выходе преобразователя формируется девятиступенчатое фазноенапряжение с малым коэффициентом гармоник (6,33). 4 ил.Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано всистемах вторичного электропитанияи электропривода и является усовер 5шенствованием устройства по основномуавт. св. Р 944027,Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения путемуменьшения коэффициента гармоник.На фнг. 1 представлена принципиальная схема силовойчасти преобразо" вателя; на Фиг, 2 - принципиальнаясхема блока управления преобразователя; на фиг. 3 - диаграммы, поясняющие принципы Формирования импульсовуправления ключами преобразователя;на Фиг. 4 - таблица истинности программируемого постоянного запоминающего устройства,20Преобразователь (Фиг, 1) содержитосновной и вспомогательный инверторы,выполненные соответственно на управляемых ключах 1-4 и 5-8. Выходы инверторов нагружены на первичные 25обмотки основного 9 и вспомогательного 10 трансформаторов, Вторичныеобмотки 11-16 основного трансформатора 9 и вторичные обмотки 17-20 вспомогательного трансформатора 10 соедииены между собой и через ключи 21-26переменного тока с выходными выводами А, В, С преобразователя.Блок управления (Фиг, 2)преобразователем содержит задающий генератор 27, выход которого подключен квходу двоичного счетчика 28, нагруженного на адресные входы программируемого постоянного запоминающегоустройства 29. Выходы 30-39 последнего соединены через триггер 40, логические элементы 2-2 ИИЛИ 41 и 42,элементы НЕ 43-47 и блок 48 буферныхусилителей с управляющими входамисиловых ключей 1-8 и 21-26 преобразователя, причем номера выходов блока 48 соответствуют номерам ключей,к которым они подключены.Диаграммы 49-64 на фиг. 3 представляют Формы импульсов на выходахследующих элементов: 49 - задающегогенератора 26; 50 и 51 - на выходе 30элемента 29 и выходе элемента 45(импульсы управления ключами 1-4 основного инвертора) 52-55 - на выходах элементов 41, 46, 42, 47 (импульсы управления ключами 5-8 вспомогательного инвертора); 56 и 57 - трансФорматоров 9 и 10; 58-63 - на выходах 34-39 элемента 29 (импульсы управления ключами 21-26 преобразователя); 64 - преобразователя (форма выходного фазного напряжения 11).Преобразователь работает следующим образом.ЬЗадающий генератор 27 Формирует последовательность импульсов 49 (фиг. 3), которая поступает на вход двоичного счетчика 28 с коэффициентом пересчета, равным 18. С выходасчетчика 28 импульсы поступают на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 29, логические состояния выходов 30-39 которого в зависимости от кода адреса представлены в таблице на фиг,4. Выходы элемента 29 нагружены на входы блока 48 буферных усилителей, причем уровень логического нуля на входе блока 48 обеспечивает закрытое состояние силового ключа преобразова-"теля, а уровень логической единицы -открытое, Полупериод выходного напряжения 64 преобразователя можно разделить на 18 равных интервалов, что соответствует 18-ти логическим состояниям элемента 29.На первом интервале сигналы логи- ческих единиц с выходов 30, 35 и 38 усиливаются блоком 48 и отпирают силовые ключи 1 и 4 основного инвертора и ключи 22 и 25 переменного тока, Свыхода 31 элемента 29 сигнал логической "1" устанавливает триггер 40 влогическое состояние "1", котороесохраняется в течение первого полупериода выходного напряжения преобразователя. Выходные сигналы триггера 40 управляют работой элементов 41 и 42, через которые проходят сигналы свыходов 32 и 33 на управляющие входы ключей 5-8 вспомогательного инвер; тора. С выхода 32 сигнал логической "1" проходит через открытый элемент 41, усиливается блоком 48 и отпирает ключ 5 вспомогательного инвертора. Сигналы логических "1" с выхода 30 элемента 29 и выхода элемента 41 инвертируются элементами 45 и 46 и запирают ключи 2, 3 и 6 основного и вспомогательного инверторов. Сигналы логических "0" с инверсного вьнода триггера 40 и выхода 33 элемента 29 запирают элемент 42, а следовательно, и силовой ключ 7. С выхода элемента 42 сигнал логического "О" инвертируется элементом 47, усиливается блоком"т3 5 с ("А Пь) 5 15 48 и отпирает ключ 8. Сстальные ключи переменного тока заперты сигналами логических "0" с соответствующего выхода элемента 29. Формирование импульсов управления силовыми ключами на следующих интервалах происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 49-63 (фиг. 3) и таблицей истинности элемента 29 (фиг.4). В результате работы инверторов на . обмотках трансформаторов 9 и 10 формируются напряжения 56 и 57 (фиг.З), а на фазе нагрузки, соединенной звездой, - девятиступенчатое напряжение 64. Амплитуды ступеней с первой по девятую последнего равны ЯЗ; 11;511/3; 8 Б/3; 311; 10 ИЗ; 11 П/3; 4 Б;1311/3, где У - напряжение на вторичных обмотках 17-20 вспомогательного трансформатора 10, При этом напряжение на секциях 11, 14 и 13, 16 основного трансформатора 9 равно 2 У, на секциях 12, 15 - ЗУ, т.е. числа витков секций каждой вторичной полуобмотки основного трансформатора и вторичной обмотки вспомогательного трансформатора относятся между собой как 2:3:2:1.Силовая схема преобразователя работает следующим образом.На первом интервале замыкают ключи 1, 4, 5, 8, 22 и 25 (диаграммы 50, 52, 55, 59 и 62, фиг, 3). При этом через замкнутый ключ 25 к выходным выводам А и В преобразователя прикладывается алгебраическая разность напряжений секций 14 и 15 основного инвертора 9 и обмотки 20 вспомогательного трансформатора 10, равная 4 У. К выводам В и С через ключ 22 прикладывается сумма напряжений секций 14-16, равная (-7 П), а к выводам С и А через ключи 22 и 25 - алгебраическая сумма напряжений секции 16 и обмотки 20, равная ЗП. При этом фаэные напряжения нагрузки, соединенной звездой, соответственно равны: т.е. Формируются первая положительная, седьмая отрицательная и шестаяположительная ступени фазных напряжеПдэ 6 э ПсНа втором интервале замыкают ключи 1, 4, 6, 8, 22 и 25, исчезает напряжение на обмотках 17-20 трансфор 15матора 10, Через ключ 25 к выводамА и В прикладывается сумма напряжений секций 14 и 15, равная 5 П; квыводам В и С через ключ 22 вновьприложена сумма напряжений 14-16,равная (-7 Б); к выводам С и А черезключи 22 и 25 - напряжение секции 16,равное 2 У. фаэные напряжения становятся равными У,-4 П, ЭУ, т.е. Формируются вторая положительная, восьмая25отрицательная и пятая положительнаяступени фазных напряжений.Формула изобретенияПреобразователь постоянного наЗО пряжения в трехфазное переменное напряжение по авт. св, Р 944027, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник, введен вспомогательныйоднофазный инвертор, выход которогоподключен к первичной обмотке вспомогательного трансформатора, содержащего четыре вторичные обмотки с равМ ным числом витков, которые порозньвключены последовательно в цепь каждого промежуточного вывода вторичнойобмотки основного трансформатора, ачисло витков секций каждой вторичнойполуобмотки основного трансформатораи вторичной обмотки вспомогательноготрансформатора относятся между собойкак 2:3:2:1,1552320 дыходиоо коо Ры оди 32 55 55 Зб а о о а о Р О а о а 5 о о а а 0 а Рб О Рб О Составитель В.Г.оин едактор Е.Папп Техред Л.ОлийныкТираж 494 венного комитета по 113035, Москва, ЖКод адреса