Инвертор со ступенчатой формой выходного напряжения

Союз Соаетскмх Соцналнстическнк Ресвубвнк(от) Дополнительное к ает. сеиА-ву Р 6996 27 (22) Заявлено 29,1273 (21) 1981639/24-07 с присоединением заявки йо(51)М. Кл,з Н 02 М 7/515 Государственный комитет СССР ао дедам изобретений н открытий(088. 8 Дата опубликования опмсания 300881(71) Заявитель 54 ИНВЕРТОР СО СТУПЕНЧАТОЙ ФОРМОЙ ВЫлОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электроснабжения устройств радиоэлектроники, автоматики и электропривода,По основному авт. св. 9 699627 известен инвертор со ступенчатой Формой выходного напряжения, содержащий в каждой Фазе 2 й мостовых преобразовательных ячеек где й - любое целое число), в диагонали которых включе- ны основные дроссели со средним выводом обмотки и в который введены М групп дополнительных дросселей со средним выводом обмотки, причем край ние выводы дросселей первой группы соединены со средними выводами основных дросседей смежных ячеек, крайние выводы дросселей каждой последующей групп соединены со средними вывода ми дросселеи предыдущей группы, а средний вывод дросселя М-ой группы соединен с выходным зажимом данной фазы инвертора Г 1Недостатком известного инвертора является необходимость усложнения схемы и существенного увеличения веса для получения достаточной степени приближения к синусоиде фазного на - ряжения при наличии нулевого вывода 30 источника питания, Например, для получения 5 ступенек в Фазном напряжении необходимо иметь 48 силовых ключей и 21 дроссель в силовой цепи трехфазно- го преобразователя частоты. Для получения 9 ступенек требуется 96 силовых ключей и 45 дросселей.Цель изобретения - улучшение мас" со-габаритных показателей и коэффициента нелинейных искажений фазного напряжения .Указанная цель достигается тем, что в устройстве каждая фаза дополнительно снабжена двумя последовательно соединенными ключевыми элементами, подключенными к источнику постоянного напряжения, и трансформатором, первичная обмотка которого. включена между .точками соединения дополнительных ключевых элементов данной и следующей фаз, а вторичная обмотка соединена с отводом от средней точки дополнительного дросселя данной фазы,На фиг, 1 представлена схема пред-. лагаемого инвертора со ступенчатой формой выходного напряжения с использованием в качестве силовых ключей транзисторовна фиг. 2 - диаграммынапряжений на основных участках схе 86024 0На Фиг. 1 представлен также источник питания, обеспечивающий постоянное напряжение на шинах питания преобразователя, имеющий вывод нулевой точки. Каждая из Фаз А,В,С инвертора составлена иэ четырех основных и одной дополнительной стоек ключевых элементов (транзисторов) . Для Фазы А основные стойки состоят из транзисто. ров 1-8, а дополнительная - иэ транзисторов 9 и 10, Для фазы В основные стойки состоят иэ транзисторов 11-18, дополнительная - 19 и 20. Для Фазы С основные стойки состоят из транзисторов 21-28, дополнительная - 29 и 30 (фиг. 1) . В диагонали каждой из стоек включены . дросселн 31 - 36, а от воды от средней точки обмоток этих дросселей соединены через полуобмотки дополнительных дросселей 37 - 39, К отводам от средних точек дополнитель. ных дросселей присоединены вторичные Щ обмотки трансформаторов 40 - 42, первичные обмотки которых подключены к дополнительным стойкам данной и соседней фазы, Отношение числа вторичных витков к первичным принято равным2 0,075:1.Управление транзисторами осуществляется от распределителя импульсов,имеющего в своем составе дели-тель на 15В соответствии с кривыми по фиг.2, на интервале от 0 до 12 (основной частоты) на обмотках дросселей 31 и 32 имеется высокочастотное напряжение с амплитудой, равиой п с коэффициентом заполнения один. При этом напря- И жение на обмотке дополнительного дросселя 37 равно нулю. Напряжение между Аб и силовым нулем (фиг. 2) равно нулю, На интервале от 12 до 48 ф на обмотках дросселей 31 и 32 остается вы- Щ сокочастотное напряжениа, но коэффициент заполнения становится равным 05. При этом на обмотке дополнительного, дросселя появляется высокочастотное напряжение с амплитудой, равной половине напряжения питанияОоА -0"ОНа интервале от 48 до 132 открыты все верхние или соответственно все нижние транзисторы основных стоек фазы А, Напряжения на обмотках дроссе-. лей 31,32 и 37 равны нулю, Между точкой А 0.и силовым нулем приложена половина напряжения питания. Далее про- И цессы,повторяются в обратном порядке(фиг. 2). Одновременно с управлениемосновными стойками распределитель ивпульсов управляет транзисторами допол-нительных стоек, так что на вторичныхобмотках трансформаторов 40 - 42 появляются напряжения 04 .а4(фиг, 2)Эти напряжения алгебраически скла-дываются с напряжениямиОЛ б ,0 0В результате между силовым нулеми выходами инвертора получается напряжение ОЛо и аналогичные ему напряжения 00Осатак как ряд сигналов управления последующей Фазой анаЬогичен ряду управляющих сигналов дляфазы А, но только сдвинут на 120Фаэное напряжение имеет шесть ступенек н коэффициент нелинейных искажений не превышакнций 8 . Линейное напряжение имеет восемь ступенек и коэффициент нелинейных искажений около7 . Частота, на которой работают дросселя, задается при расчете, исходяиз частотных свойств элементов. Поскольку каждая фаза с силовым нулемобразует автономный преобразователь,схему можно использовать в различныхи фаэных вариантах,В данном инверторе на 30 силовыхключах, 9 дросселях и трех трансформаторах удается получить шесть ступенек в напряжении между нулевым выводом источника питания и Фазой прикоэффициенте нелинейных искаженийФазного напряжения не превьпаакнцем 8,.Формула изобретенияИнвертор со ступенчатой формой выходного напряжения по авт. св,9699627,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью улучшения массо-габаритных показателей и коэффициента нелинейныхискажений фазного напряжения каждаяфаза дополнительно снабжена двумя последовательно соединенными ключевымиэлементами, подключенными к источнику постоянного напряжения, и трансформатором, первичная обмотка которого включенамежду точками соединениядополнительных ключевых элементовданной н следующей фаз, а вторичнаяобмотка .,соединена с отводом от средней точки дополнительного дросселяданной Фазы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 . Авторское свидетельство СССР9 699627, кл . Н 02 М 7/515, 1972.ис по д35,ал ППП "Патент", г. Ужгород, у роектн Тираж сударст ве лам изобр осква, Ж 30 По ного комитета СССР тений и открытий 5, Раушская наб.,