Трехфазный инвертор

СПИ ИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советски кСоциалистичесиикРеспублик и 773875(51)М, Кл. Н 02 М 7/537// Н 02 М 1/12 Геоударстввиимй комитет до делам изобретений и открытий(71) Заявитель Красноярский политехнический институт(54) ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР ров 1 1. Изобретение относится к преобразовательной технике и, в частности, к трехфазным инверторам, используемым в качестве вторичных источников питания электросистем транспортных средств и других5 обьектов для преобразования постоянного тока в трехфазный переменный ток.Известен, трехфазный инвертор со ступенчатой формой кривой выходного напряжения, содержащий два трехфазных моста и два трехфазных трансформатора. Мосты работают со сдвигом в 30 эл. град., каждый из которых формирует двухступенчатое напряжение. Трехфазное трехступенчатое напряжение получают путем суммирования выходных напряжений трансформатоНедостатками этого инвертора являются большой вес и габариты трансформаторов, мощность которых составляет 110% от мощности нагрузки.Известен также трехфазный инвертор с трехступенчатой формой кривой выходного напряжения, содержащий мост основных ключей, мост дополнительных ключей, а также трансформаторы, первичные обмотки которых соединены треугольником и подключены на выходе моста дополнительных ключей, а вторичные обмотки включены последовательно в цепь нагрузки основного моста, Ключи основного моста управляются импульсами длительностью 180 эл. град. сдвинутыми друг относительно друга на 60 эл. град. В результате на выходе основного моста формируется двухступенчатое напряжение, имеющее коэффициент гармоник К - 31%, ДоГбавляя и вычитая из этого напряжения дополнительное напряжение, снимаемсе с выхода трансформаторов дополнительного моста, получают трехступенчатое напряжение на нагрузке с Кг 16% 2. Недостатки такого инвертора - большой вес и габариты трансформаторов, особенно при низкой частоте выходного напряжения,3 7738Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является трехфазный инвертор, содержащий два источникапостоянного напряжения, подключенные квыводам постоянного тока мостовых пе 5реключателей, соединенных зажимамипеременного тока по каскадной схеме, идополнительные ключи, через которые выходные зажимы связаны с зажимами переменного тока мостовых переключателей, С помощью этих переключателей наинтервале каждой ступени источники соединяются последовательно в необходимойполярности.и к полученным трем зажимамисточников с помощью дополнительных15ключеи подключаются зажимы трехфазнойнагрузки. В результате на выходе формируется трохфазное трехступенчатое напряжение (3 ),Недостатками инвертора являются громоздкость, значительный вес и габариты,обусловленные большим количеством ключей, Кроме того, в любой момент времениодновременно работают семь ключей, чтоприводит к увеличению потерь в ключах и 25снижению КПД инвертора.Цель изобретения - повышение КПД,уменьшение массы и габаритов инвертора.Эта цель достигается тем, что в трехфазном инверторе с питанием от двух источииков постоянного тока, содержащемуправляемые ключи, соединенные в двамоста, выводы постоянного тока каждогоиз которых образуют пару входных выводов ипвертора для подключения одного З 5из указанных источников питания, а выводы переменного тока связаны с тремявыходными выводами инвертора, управляемые ключи выполнены как ключи переменного тока, указанные мосты выполнены трехфазными, а их выводы переменного тока соединены непосредственно с выходными выводами инвертора.На фиг, 1 представлена схема трехфазного инвертора на фиг. 2 - временныедиаграммы импульсов управления ключами; на фиг. 3 - график выходного линейного напряжения инвертора.-Еи+Е источников соответственно. Приэтом формируются вторая положительная,третья отрицательная и первая положительная ступени линейных напряжений ОдВ 0ОА На третьем интерваВСле замыкаются ключи 1,2,11,12. Приэтом ключи 2,11 обеспечивают последовательное соединение источников в прежней полярности и к их общей точке подТрехфазный инвертор содержит ключи 1-12 переменного тока, например сими-, сторы, встречно-параллельно включенные тиристоры с принудительной коммутацией или встречно-параллельно включенные транзисторы с последовательными диодами, соединенные, в два трехфазных моста с общим выходом, К выводам постоянного тока трехфазных мостов подключены два источника постоянного напряжения Е и Е 1, Управление 75 4ключами осуществляется импульсами напряжения, диаграмма которых представлена на фиг, 2, причем импульсы,соответствующие графику О, подаются на ключ1; графику К - на ключ 2 и т,д, Йля получения выходного напряжения, близкогок синусоидальному, амплитуды его ступеней выбираются из условия . исключениягармоник, близких к основной, При этомнапряжения источников, равные амплиту- .дам первой и второй ступеней линейныхнапряжений, соответственно равны Е иЕ= Е, (1+О), Третьи ступени линейныхнапряжений форм:1 руются путем суммирования напряжений источников Е и Е,т,е, Г=Е, +Е=Е ( 2+1 ГЗ),Инвертор работает следующим образом. Полупериод выходного напряжения можно разбить на шесть равных интервалов,На первом интервале замыкаются ключи1,6,10,11. При этом с помощью ключей1,10 источники Е 4 и Е соединяютсяпоследовательно и к их общей точке подключается зажим фазы А, Замкнутые ключи 6, 11 соединяют зажимы фаз В и Сс шинами (-Е)-(+Е) источников соответственно, В результате формируютсяпервая положительная, третья отрицательная и вторая положительная ступени линейных напряжений ОАВ Ор ) дНа втором интервале замыкаются ключи4,5,7,12. С помощью ключей 4,7 источники Е( и Е соединяются последовательно, но другими разнополярными зажимами,и к их обшей точке остается подключенным зажим фазы А. Замкнутые ключи 12,5 соединяют зажимы фаз В и С с шинамиключается зажим фазы С. Замкнутые ключи 1,12 соединяют зажимы фаз А и В сшинами +Еи -Е источников. В результате формируются третья положительная,вторая и первая отрицательные. ступенилинейных напряжений ОАВ, ОВ, Осд .На следующих интервалах процессы в инверторе происходят аналогично описанному в соответствии с диаграммой импульсов управления ключами (фиг, 2), В результате работы инвертора на выходе формируется трехфазное трехступенчатое на 5 77пряжение, форма которого представленана фиг. 3. В ней отсутствуют высшие гармоники вплоть до 11-ой, а коэффициентгармоник равен 15,2%,Подключение любой ветви схемы с помощью ключей переменного тока обеспечивает возможность прохождения тока вдвух направлениях и постоянство потен-,циалов фаз в течение каждого интервала(полное отключение неработающего плеча моста). Это обуславливает работоспособность схемы при любом коэффициентемощности нагрузки с. неизменной формойкривой выходного напряжения.Данный инвертор содержит меньшеечисло ключей, а, следовательно, имеетменьшие массу и габариты.Кроме того, данный инвертор имеетболее высокий КПД, так как в любоймомент времени в нем работает четыреключа (вместо семи). Это обусловленотем, что в его схеме функции соединенияисточников между собой и подключение кним нагрузки объединены и осуществляются одними теми же ключами.Формула изобретенияТрехфазный инвертор с питанием отдвух источников постоянного токасодер 3875 6жащий управлемые ключи, соединенные в два моста, выводы постоянного тока каждого из которых образуют пару входных выводов инвертора для подключения одного из указанных источников питания, а выводы переменного тока связаны с тремя выходными выводами инвертора, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов и повы 1 о шения КПД, управляемые ключи выполнены как ключи Переменного тока, указанные мосты выполнены трехфазными, а их выводы переменного тока соединены непосредственно с выходными выводами инвер тора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР2. Авторское свидетельство СССР Мо 494831, кл, Н 02 М 7/48, 1971. 253, Авторское свидетельство СССРФие Г 78 каз 4438, Тир ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 113035, Москва, Ж, ПодписноеСР о комите открытийаушская н илиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель В. МоинРедактор И. Нестерова Техред Т.Маточка Корректор В, Бутяга