Устройство для управления трехфазным мостовым инвертором

Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт, свид-ву 21) 2352859 24-0 влено 26,04 нением заявкис присо Государственный комите) Приоритет но 30,04.79. Бюллетеньублик по делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 30.0 2) Авторы изобретения Г. С, Мыцык и А, В. Чесноков сковский ордена Ленина энергетический инстит1) Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ МОСТОВЫМ ИНВЕРТОРОМИзобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении систем управления инверторами, предназначенными для частотного запуска и управления двигателями переменного тока преимущественно малой мощности (до единиц кВА) различных типов (синхронных, асинхронных и пр.).Известны устройства управления инверторами, реализующие двухполярную широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) по треугольному закону.Недостатком известных устройств является недостаточно высокое качество выходного напряжения и тока, выражающееся в невысоком содержании основной гармоники и в увеличенном напряжении на ключевых элементах схемы, что приводит к увеличению их установленной мощности и к ухудшению технико-энергетических показателей инвертора. Наиболее близким по технической сущности и достигающему результату является устройство для управления трехфазным мостовым инвертором на транзисторах р - и - р и и - р - и типа 3.Устройство содержит два блока формирования управляющих сигналов, каждый из которых выполнен в виде двух модулей.Каждый модуль включает в себя комплект трехфазных вторичных обмоток трансформаторов трехфазного задающего генератора частоты ь нагруженный на диодный мост. К выходам этих диодных мостов па раллельно подключены цепочки из двухпоследовательно соединенных вспомогательных диодов и ключевые элементы, управляющие входы которых связаны с задающим генератором модулирующей ча стоты . Выходы блоков формированияуправляющих сигналов образованы нулевыми точками указанных вторичных обмоток трансформаторов, соединенных с выводами для подключения к базам соответствующих 5 р - и - р и и - р - и транзисторов инвертора.Точки соединения вспомогательных диодов в каждом из двух блоков формирования управляющих сигналов объединены между собой и соединены с выводами для подклю ченпя к общим эмиттерам тех же силовыхтранзисторов, образующих шины питания инвертора. При этом на управляющих входах транзисторов инвертора имеет место сигнал с двухполярной широтно-импульс ной модуляцией (ДШ 1 ЛМ) одноступенчатого типа. На выходе инвертора имеет место напряжение с ДШИМ и улучшенной формой кривой. Частота выходного напряжения при этом равна303К недостаткам такого преобразовг 1 гсл 51, как 1 жс Отмсалось, зОжво От 1 сот 1 нсв 1- сокос сод: ржание Оснощ 1 ой гармо 11 ик В кривой выходного напряжения, что вызывает необходимость увеличения напряжения на элементах иывертора, а такгкс недостаточно высокое качество выходного тока.Целью изобретения является уменьшение иск(жспий ВыхОднОГО напр 51 жсния РОкг) Р уменьшение установленной мощности элементов инвертора за счет улучшения формы и увеличения содержания основной гармоники в кривой выходного напряжсни инвсртора,ДЛ 51 ЭТОГО УСТРойСТВО Д.151 У 11 Р(РЛС 151 трсхфазцым мостовым инвертором на транзисторах р - и - р и и - р - и типа с широтно-импульсной модуляцией выходного напряжения, содержащее два блока формирования управляющих сигналов, каждьп из которых выполнен в виде двух модулей, включающих в себя комплект трехфазных вторичных обмоток трансформаторов трехфазного задающего генератора, нагруженный на диодный мост с параллельно подключенными на его вьходе ключсвым элементом и цепочкой из последовательных диодов, причем управляющие входь (лкпсвых элементов связаны с задаО 1 ц 1( генератором модулирующей частоты, выходы блоков формирования управляющих сигналов образованы нулевыми точками указанных вторичных обмоток трансформаторов, соединенных с выводами для подключения к базам транзисторов инвертора р в г - р и гг - р - п типа соответственно, а точки соединения упомянутых вспомогательных диодов в каждом из двух блоков формирования управляющих сигналов объединены между собой и соединены с выводами для подключения их к общим эмиттерам тех же транзисторов, образующих шины питания инвертора, снабжено трехканальным распределителем импульсов, в каждом блоке формирования управляющих сигналов установлен третий модуль, причем Выходы распределителя подключены к управляющим входам ключевых элементов упомянутых модулей, его вход - к выходу задающего генератора модулирующей частоты, а указанные нулевые точки образованы точками соединения одноименных концов вторичных обмоток разных фаз, принадлежащих разным модулям.На фиг. 1 дана принципиальная схема предлагаемого устройства для управления трехфазным мостовым инвертором; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства и преобразователя; на фиг. 3 - зависимость коэффициента гармоник фазного тока преобразователя от соотношения частот Ди угла нагрузки (р 21, Кривые, обозначенные цифрами на фиг соответствуют углам нагрузки: 1 - (рай = б) 2 - (р 21 = 10, 3 - ср = 20, 50 Ь -60 У.в, (.в, Ьг - форма напряженияна обмотках трансформаторов 15 - 17 трехфазного задающего генератора 18 с частотой 1;С 4 з - ( 14 в - форма сигнала управления, подаваемого на входы закорачивающих транзисторов 37 - 42 соответственно, с частотой ; (з, с 4 - (гв - форма сигналов управления силовыми транзисторами 1 - 6 инвертора;53 055 форм а выходногофазного напряженияинвертора (выход 116018944 - (рг = 30, 5 - 51.=- 45; б - р 2 =- 60;( - - рз =- 85,11 реобразователь Рф 1 г. 1) содержит собственно инвертор, выполненный на транзит сторах 1 - б и на диодах 7 - 12, образующих мост обратного тока. Устройство дляуправления и(лючает блоки 13, 14 формирования управляющих сигналов, каждый изкоторых выполнен в виде трех модулей,10 включа 1 ощих комплект трехфазных вторичных обмоток трансформаторов 5 - 17 трехфазного задающего генератора 18, причемкаждый комплект нагружен па один из диодньх мостов 19 - 21 и 22 - 24, На выходах1 диодных мостов включены две параллельные цепочки из последовательно соединенных вспомогательных диодов 25, 26; 27, 28;29, 30; 31, 32; 33, 34; 35, 36 и ключевыхэлементов в виде транзисторов 37 - 39 и20 40 - 42, Управляющие входы 43 - 48 транзисторов 37 - 42 подключены к задающемугенератору модулирующей частоты 3 Г 1через распределитель импульсов 49, Нулевые точки вторичных обмоток трансформа 2 д торов 15 - 17 образуют трехфазный выходблоков 13, 14 формирования управляющихсигналов и подключены к базам транзисторов 1 - 6 (фиг, 1). Точки соединения вышеупомянутых Вспомогательных диодов 25 -30 36 объединены в каждом блоке 13 и 14 между собой 50, 51) и подключены к общимэмиттсрам транзисторов инвертора. Точка50 подключена к общему эмиттеру группыр - а - р транзисторов 1 - 3 инвертора35+ шина питания инвертора), а точка 51 -к общему эмиттсру группы и - р - и транзисторов 4 в 1 в шина питания инвертора).На выходе блока формирования управляющих импульсов имеет место сигнал от зада 40 юиго инвсртора чсэез распределитель импуль.ов 52 с ,.Ш 1: 1 одвступснчатого типа, а на выходе 53 - 55 инвертора - напряжсие с улучшенной формой кривой.Работа преобразователя поясняется вре 45 менными диаграммами Рфиг, 2), где показано:ная частота основной гармоники равна 12 = П 1 м/)Амплитуда основной гармоники фазного напряжения через напряжение питания инвертора равнау - ф У= 0,526 УтРпо сравнению с известным решением (3),С С - 0,405 СI,содержание основной гармоники фазного напряжения увеличивается почти на 30%. На столько же уменьшается напряжение на ключевых элементах инвертора,Анализ показывает, что предлагаемый преобразователь позволяет также улучшить форму выходного тока при тех же значениях угла нагрузки срд по основной гармонике и одинаковых соотношениях частот 1 ЛФормула изобретенияУстройство для управления трехфазным мостовым инвертором на транзисторах р - л - р и и - р - и типа с широтно-импульсной модуляцией выходного напряжения, содержащее два блока формирования управляющих сигналов, каждый из которых выполнен в виде двух модулей, включающих в себя комплект трехфазных вторичных обмоток, трансформаторов трехфазного задающего генератора, нагруженный на диодный мост с параллельно подключенными на его выходе ключевым элементом и цепочкой из последовательно соединенных вспомогательных диодов, причем управляющие входы ключевых элементов связаны с задающим генератором модул ирующей частоты, выходы блоков формирования управляющих сигналов образованы нулевыми точками указанных вторичных обмоток трансформаторов, соединенных с выводами для подключения к базам транзисторов инвертора р - п - р и и - р - (г типа соответственно, а точки соединения упомянутых вспомогательных диодов в каждом из двух 15 блоков формирования управляющих сигналов объединены между собой и соединены с выводами для подключения их к общим эмиттерам тех же транзисторов, образующих шины питания инвертора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения установленной мощности транзисторов инвертора и уменьшения искажений выходного напряжения, оно снабжено трехканальным распределителем импульсов, в каждом блоке 25 формирования управляющих сигналов установлен третий модуль, причем выходы распределителя подключены к управляющим входам ключевых элементов упомянутых модулей, его вход - к выходу задаю щего генератора модулирующей частоты, ауказанные нулевые точки образованы точками соединения одноименных концов вторичных обмоток разных фаз, принадлежащих разным модулям.660189 пр и,г г= г РЦ 1,Ц ф Составитель О. Нака едактор Ю. Челюканов кторы: Л, Орлова и Р, Беркович Изд,277 Тираж 866 сударствеиного комитета СССР по делам изобре 113035, Москва, Ж, Раушская наб, д. 4/5