Трехфазный инвертор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (П),ЗШН 02 М 753 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 4 Ы АВТОРС тев Н.Н.зисторные преяфф, 1972,татическихред.П.В.Голу2, с.25 ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54(57) ТРЕХФАЗЯЫЯ ИНВЕРТОР, соФвржащий В двухтактннх преобразовательных ячеек с выходными транс,Форматсрами и управляеьими ключами, цепи управления которых подключены и выходам блока управления, формируэщего импульсы, взаимно сдвинутые на угол Ъ/, а вторичные обмотки выходных трансформаторов соединены последовательно по схеме ЗИГЗАГ вкаждой Фазе, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшениямассы и габаритов, число преобразовательных ячеек 5 выбрано четнымн болыаим двух, трансформатор первойячейки имеет одну обмотку, трансформаторы всех остальных ячеек,кроме ячейки с номерами 5 /2+1, имеют по три вторичные обмотки, ячейкас номером 5/2+1 имеет одну вторичную обмотку, отвод от средиейточки которой через последовательно соединенные в ЗИГЗАГ вторичныеобмотки всех остальных ячеек соединен с первым выходным выводом инвертора, а каждый крайний выводчерез последовательно соединенныев ЗИГЗАГ вторичные обмотки всехостальных ячеек, кроме первой, сое.динен соответственно с вторым итретьим выходными выводами инвертора,Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания и электро- привода для преобразования постоянного напряжения посредством трехФазных инверторов, 5Известны трехфазные инверторы, выполненные по Т-образной схеме на двух преобразовательных ячейках Г 12.Форма выходного напряжения в данном инверторе имеет большой коэффициент гармоник.Для улучшения формы кривой выходного напряжения известно включение нескольких преобразовательных ячеек, вторичные обмотки которых соединены последовательно в 1 Зигзаг 1 ф.Наиболее близким к предлагаемому является трехфазный инвертор, содержащий 5 двухтактнцх преобразо вательнцх ячеек с выходными транс-. форматорами и управляемыми ключами, цепи управления которых подключены к выходам блока управления, Формирующим импульсы взаимно сдвинутые на угол 3(/5, а вторичные обмотки выходных трансформаторов соединены последовательно по схеме ЗИГЗАГ в каждой фазе 22.В известном инверторе число яче- ЗО ек 5 должно быть. кратно,или равно трем, т.е. 3,6,9,12,18 и 24. Выходное напряжение такого инвертора имеет коэффициент гармоник К =92/5, т.е. 31; 15,5; 10; 7,5; 5; 4, 35Однако, когда заданный коэффициент гармоник находится между указанными значениями ряда, приходится испольэовать избыточное число преобразовательных ячеек, что увеличивает массу и габаритыЦель изобретения - уменьшение массы и габаритов.Поставленная цель достигается тем, что в трехфазном инверторе, содержащем 5 двухтактнцх преобразовательных ячеек с выходными трансформаторами и управляемыми ключами, цепи управления которых подключены к выходам блока управления, Формирующего импульсы, взаимно сдвинутые на угол 2/5, а вторичные обмотки выходных трансформаторов соедине-, ны последовательно по схеме ффЗиг,. загф в каждой фазе, число преобразовательных ячеек 5 выбрано четным и большим двух,. трансформатор первой ячейки имеет одну обмотку, трансформаторы всех остальных ячеек,кроме ячейки с номером,В(2+1, имеют по три вторичные обмотки, ячейка с 60 номером б/2+1 имеет одну вторичную обмотку, отвод от средней точки которой через последовательно соединеннйе в 1 фЗигзагф вторичные обмотки всех остальных ячеек сое динен с первым выходным выводом инвертора, а каждый, крайний вывод через последовательно соединенные в фЗигзагф вторичные обмотки всех остальных ячеек, кроме первой, соединен соответственно с вторым и третьим выходными выводами инвертораНа Фиг.1 показана электрическая схема силовой части предлагаемого инвертора, построенного на четырех однофазных ячейках; на фиг,2 - временные диаграммы выходных напряжений однофаэнцх ячеек; на Фиг.З - Форма кривых выходных линейных напря" жений инвертора.Инвертор представляет собой систему однофазных преобразовательных ячеек 1-4 с выходными трансФорматорами 5-8, выполненных на транзисторах, которыеуправляются импульсами напряжения, имеющие соответственно сдвиг по фазе в 45 и Формируемые блоком 9 управления. ;Транзисторы инверторов работают в ключевом режиме с длительностью открытого состояния, равной половине периода переключения. Первичные обмотки трансформаторов имеют одинаковое количество витков.Трансформаторы 5 и 7 имеют по одной вторичной обмотке с числами витков соответственно И 1 и ИЗ, причем вторичная обмотка трансформатора 7 имеет отвод от средней точки ф 0 ф.Трансформаторы 6 и 8 имеют по три вторичные обмотки с числами витКОВ И 2, У фу г ) -3 У 4-1 ф 4-24 РПорядок обозначения чисел витков вторичных обмоток трансформаторов следующий: первая цифра - номер ячейки, вторая цифра - номер обмотки трансформатора, когда число обмоток больше единицц-.Такое же обозначение принято и для напряжений, снимаемых с вторичных обмоток трансформаторов.Инвертор работает следующим образом.Блок 9 управления управляет транзисторами однофазных ячеек 1-4, формируя прямоугольные напряжения на их вторИчных обмотках.Временные диаграммы напряжений на вторичных обмотках трансформаторов 01 0 0, 04 сдвинуты по Фазе относительно друг друга на угол 180/4 (Фиг.2) .Напряжения, сдвинутые на 180, обозначены через б, 0 05 О+.ФИсходная пятифаэная система переменныхнапряжений прямоугольной формы 0, 0 0 . 0 Оф посредством соответствующего соединения вторичных обмоток трансформаторов (фиг.1) преобразуется в трехфазную1070 б 76 0 1систему напряжений ступенчатой фор-,Линейное выходное напряжение ждб образуется суммированием напряжений ж ф жг-т":жг-з ж 4-г ф ж 4,-зНапряжение ж , образуется суммированием напряжений ж, ж 2 А,4-Линейное выходные напряжения ж и жд,( получаются как разность напряжений жСО и 05 ждВ.Выходное линейное напряжение ж , имеет форму кривой, отличную от формы кривой двух других выходных линейных напряжений жс и жд (Фиг.3),Равенство действующих значений выходных линейных напряжений жд, ж, жц( и их коэффициентов гармоник выполняется при определенных соотношениях чисел витков вторичных. обмоток трансформаторов инверторов. 20 Количественные характеристики предлагаемого преобразователя приведены в табзь 1.Предлагаемый инвертор позволяет получать многоступенчатое перемеЪное напряжение с минимально возможным увеличением массы и габаритов.Результаты сравнения сведены в табл.2.Из табл.2 видно, что при получении трехфазного напряжения. с коэффициентом.гармоник К=(31-23)%, К =(15 5-11,5)Ъ, К =(11,5-9)Ъ для построения предлагаемого преобразователя требуется меньше однофазных ячеек соответственно на 2,1 и 2, Уменьшение количества ячеек позволяет уменьшить массу и габариты, а также повысить надежность работы инвертора.,Продолзение табл. 1 фй Соотномениячисел витковвторичныхобмоток (приформированиицве Число однофазных ячеек 8 й"2 2-3 ИЛ-ф ИЛ=О Д 53 И И=М,аО 707 ИИ, 0,866 И 233 И ая 4 фаЭ О 433 М+ Мф.ф фИВЗ И -Ф Й= 0,25 И 15, 5% М 2.,( ИВ 0625%И =фИ 0,707 М 11,5М , =И0,383 ИИ, 0,866 М,И 42 фИ 6,а д ИЛЛ-Э ф 0,462 Иу Мъ-й ф-Э=и э-я а10 Таблйца 2 Требуемое количество однофазных ячеек, ют предлагаемого известного 6 6 9 1231-2323-15,515,5-11,511,5-9 Значение коэффициентагармоник К( Ъ Соотношение чисел,витков вторичныхобмоток (при формировании 0(В ) М=М, Л 066 М,Ищ 6,866 И Еоэф- фициент гармоник Ег напряаений ЛЬ АСф ед1070676 с. г Составитель В.МоинРедактор Н.Ковалева Техред С. Мигунова Корректо аказ филиал ППП фПатентф,. г.ужгород, ул. Проектная, 4 700/52 ВНИИПИ Госу по делам 13035, МосквТираж 667 Подпирственного комитета СССРэобретений н открытий %-35, Раушская наб., д. 4