Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное напряжние

(51)5 Н 02 М 7/539 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРФ 785935, кл. Н 02 М 7/48, 1980,Авторское свидетельство СССРМ 736305, кл. Н 02 М 7/515, 1979.,(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ ПЕРЕМЕННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения - упрощение устройства, Преобразователь содержит однофазный инвертор 1 с трансформатором 2, имеющим одинаковые вторичные обмотки 4 и 5, выводы и промежуточные отводы которых через ключи 11-18 переменного тока соединены с выходными выводами 10, 19 и 20 преобразователя, Однофазный инвертор 1 работает на частоте, в 9 раэ превышающей частоту выходного напряжения преобразователя. При определенном алгоритме коммутации ключей 11-18 переменного тока на выходных выводах 10, 19 и 20 преобразователя формируются пятиступенчатые фаэные напряжения, близкие по форме к синусоиде. 4 ил.10 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода.Цель изобретения - упрощение преобразователя,На фиг.1 показана принципиальная схема предложенного преобразователя (силовая часть); на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие принцип формирования выходного напряжения; на фиг,З - вариант схемы блока управления предложенным преобразователем; на фиг,4 - временные диаграммы, поясняющие принцип формирования сигналов управления ключами преобразователя.Преобразователь (фиг.1) содержит однофазный инвертор 1 с включенным на выходе трансформатором 2, имеющим первичную обмотку 3 и две вторичные обмотки 4 и 5, каждая из которых имеет два промежуточных отвода 6,7 и 8,9. Вторичные обмотки включены согласно и точкой соединения образуют первый выходной вывод преобразователя 10, Крайние выводы обмоток 4 и 5 и их промежуточные отводы 6 - 9 через полностью управляемые ключи 11 - 18 переменного тока соединены с вторым 19 и третьим 20 выходными выводами преобразователя. Так, крайний вывод обмотки 5 через ключ 11, а ее промежуточный отвод 8 через ключ 13 соединены с вторым выводом 19 преобразователя. К нему через ключ 12 подключен промежуточный отвод 7 обмотки 4 и ее крайний вывод через ключ 14. Аналогичным образом, третий выходной вывод 20 преобразователя соединен с крайним выводом обмотки 4, ее промежуточным отводом 6, а также крайним выводом обмотки 5 и ее промежуточным выводом 9 соответственно через ключи 18, 17, 15 и 16,блок управления предложенным преобразователем (фиг,3) содержит задающий генератор 21, выходом подключенный к входу триггера 22 и регистра 23 сдвига, Выходы триггера 22 Ор и ОГ связаны с управляющими входами управляемых ключей инвертора 1 (на фиг.1 не показаны), Регистр 23 сдвига выполнен десятиканальным, например на девяти 1. К-триггерах 24 - 32 с перекрестной связью (на фиг,З показаны только триггеры 24, 25 и 31, 32), парафазные выходы 01, б 1, 09,09 которых подключены к входам логического узла 33 формирования управляющих сигналов М 11 М 15 Его выходы М 11, М 12М 1 в через усилительно-развяэывающий узел 33 связаны с управляющими входами соответствующих ключей 11 - 18, Связи между выходами 01, 0109, 09 триггеров 24-32 и выходами узла формирования уп 15 20 25 30 35 40 45 50 55 равляющих сигналов определяются следующими логическими выражениямиМ 11 = ( ОзЛбвЛбс)l,( ОзЛОвЛОс )М 12 = (02 Л 09)Л(02 Лб 9 )м 13 = ( 08403 )Ъ( 08 Лбз )Л( 02 ЛО 9 )Ч( 02 л 09 ) М 14 = (ОзЯвЛОг )у(0 зЛОвЛОг )м 15 = (05 ЯО 2 лОг )м(05 л 0240 г )М 15 = (05 ЛОз )(05 ЛОз )М 17 = (02405 )т( 02 ЛОб )4(ОЗЛО 5 )У( ОЗЯО 5 ) М 19 =(02 Л 05 лОс )к(02405 лОс ) Внутренняя структура узла формирования управляющих сигналов может быть различной. Конкретный вариант его схемотехнической реализации зависит от типа используемых микросхем, Так, например, приведенный на фиг.З вариант построен на четырех элементах 2 И - 2 ИЛИ 34 - 37, четырех элементах ЗИИЛИ 38-41, двух элементах Н Е 42 и 43, двух элементах 2 И 44 и 45, связи между входами и выходами которых определяются приведенными выражениями,Принцип работы преобразователя поясняется временными диаграммами, приведенными на фиг.2. Здесь Оз - напряжение с выхода инвертора 1, ключи которого переключаются в соответствии с сигналом Ор, Ог и обеспечивают преобразование постоянного напряжения в переменное промежуточной частоты, Трансформатор 2 обеспечивает согласование уровней напряжения питания и нагрузки, работая при этом на частоте, в 9 раз превышающей выходную частоту преобразователя, Ключи 11-18 переклю;дются в соответствии с управляющими сигналами О 1 - О 1 в, подключая при этом к выходным выводам 19 и 20 преобразователя ту или иную вторичную обмотку 4 и 5 трансформатора 2 или ее часть (промежуточные отводы 6-9), На нагрузке преобразователя в этом случае будет сформировано трехфазное напряжение вида О 1 о, О 19, О 2 о (Од, Ов, Ос) (фиг,2),На фиг,4 представлен сигнал 021 с выхода задатчика частоты, синхрониэирующего работу схемы и определяющего выходную частоту преобразователя, Импульсы О 22 с выхода триггера 22 помимо управляющих входов ключей инвертора 1 поступают на один иэ входов узла формирования управляющих сигналов, а на остальные поступают импульсы 01, ц 109, Ц 9 (О 24 - Оз 2). Фазовый сдвиг между последовательностями указанных симметричных, прямоугольных импульсов О 24-Оз 2 составляет л /9. После осуществления соответствующихлогических операций над исходными последовательностями импульсов на выходах элементов 34, 36, 39-41, 44 и 45 будут получены новые последовательности управляющих импульсов (сигналов), определяемые приведенными логическими выражениями, Номер каждого элемента 34-45 соответствует индексу полученной последовательности импульсов, некоторые из которых приведены на фиг.4.Таким образом, предложенный преобразователь позволяет сформировать трехфаэное квазисинусоидальное напряжение и обеспечить согласование номинальных уровней напряжения питания и нагрузки при помощи трансформатора, рабочая частота которого в 9 раэ превышает выходную.При этом использовано 8 ключей переменного тока вместо 12 по схеме известного преобразователя.Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное напряжение, содержащий однофазный инвертор на управляемых ключах с подключенным к его выходу трансформатором, имеющим две одинаковые вторичные обмотки с двумя промежуточными отводами в каждой, точка соединения обмоток между собой подключена к первому выходному выводу преобразователя, крайний вывод первой вторичной обмотки, первый промежуточный отвод второй вторичной обмотки, второй промежуточный отвод первой вторичной обмотки и крайний вывод второй вторичной обмотки через соответственно первый, второй, третий и четвертый ключи переменного тока соединены с вторым выходным выводом преобразователя, крайний вывод первой вторичной обмотки, первый промежуточный отвод первой вторичной обмотки, второй промежуточный отвод второй вторичной обмотки и крайний вывод второй вторичной обмотки соединены соответственно через пятый, шестой, седьмой и восьмой ключи переменного тока с третьим 5 выходным выводом преобразователя, иблок управления с задающим генератором, регистром, логическим узлом формирования управляющих импульсов и триггером, парафазные выходы которого Ос Ос соеди О нены с цепями управления управляемыхключей однофазного инвертора, вход триггера подключен к выходу задающего генератора, а логический узел формирования управляющих импульсов выходами соеди нен с цепями управления ключей переменного тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения, регистр выполнен девятиканальным, подключенным входом к выходу задающего генератора, а выходами 01, 20 01, Ог, 0209. 09 - к одним входам логического узла формирования управляющих импульсов, к другим вхорам которого подключены выходы Ос и Ос триггера,причем связи между входами и выходами логи ческого узла формирования управляющихимпульсов выполнены на основании логических выраженийМ 11 = (ОЗЛОвг 10 с)Ч(ОЗЛОвЛОс )30 М 12 = ( 02 Л 09)Ч( 02 ЛО 9) м 13 = ( Овл 03 )ч( Овлоз )л( 02 л 09 )У( 02 М 59 )М 14 = ( ОзлОвлОс ( ОзлОвлОс ) М 15 - ( 06 Л 0240 с )ч( 06 ЛО 2 ЛО с ) М 16 =,(05 ЛОЗ)ч(05 ЛОз)М 17 (02 ЛО 6 )/( 02 ЛО 6 )Л( ОЗЛО 5 )/( ОЗЛ 05 )М 1 в = ( 02 Л 06 ЛОс )Г( 02 л 06 лОс ),где М 11, М 12М 1 в - выходы, соединенные с цепями управления соответственно первого-восьмого ключей переменного тока.1658346 г. 3 ъ 4 / / (м и Составитель В. М Техред М.Морген орректор М. Кучеряв Данко Редакто 1720 Тираж 396 Подписное НИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5