Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное напряжение

)5 Н 02 М 7/53 САН ЗОБРЕТЕН ВТОРСКОМУ СВ ЬСТВ(71) Красноярский сельскохоэяйственн ыйинститут(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГОНАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ ПЕРЕМЕННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системахвторичного электропитания и электропривода. Преобразователь содержит основнойи вспомогательный однофазные инверторы,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Ж, 1 б 36975 А 2 выполненные на управляемых ключах 1 - 4 и 5 - 8 соответственно. На выходе инверторов включены соответственно основной 9 и вспомогательный трансформаторы. Каждая половина вторичной обмотки основного трансформатора 9 разделена промежуточными отводами на секции 11 - 18, подключенные к выходным выводам А, В, С преобразователя через ключи переменного тока 25 - 32, В цепь ключей переменного тока 25 - 27 и 29 - 31 последовательно включены вторичные обмотки вспомогательного трансформатора 10, При определенном алгоритме коммутации управляемых ключей 1 - 8 и ключей переменного тока 25 - 32 на выходе преобразователя формируется 13-ступенчатое Я фазное напряжение с малым содержанием высших гармоник. 4 ил,Изобретение относится кэлектротехнике, может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода и является усовершенствованием преобразователя по авт,св. 1 Ф 1552320.Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник.Ка фиг.1 представлена принципиальная схема силовой части преобразователя при й = 1 (й - количество отводов); на фиг,2 - принципиальная схема блока управления преобразователем; на фиг,З - диаграммы, по- ясняющие принцип работы преобразователя; на фиг.4 - таблица истинности программируемого постоянного запоминающего устройства.Преобразователь (фиг.1) содержит основной и вспомогательный однофазные инверторы, выполненные соответственно на управляемых ключах 1 - 4 и 5 - 8. Выходы инверторов нагружены на первичные обмотки основного 9 и вспомогательного 10 трансформаторов. Секции 11 - 18 вторичной обмотки основного трансформатора 9 и вторичные обмотки 19 - 24 вспомогательного трансформатора 10 соединены между собой и через ключи 25 - 32 переменного тока с выходными выводами А, В и С преобразователя.Блок управления (фиг.2) преобразователем содержит задающий генератор 33, выход которого подключен к входу двоичного счетчика 34, нагруженного на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 35, выполненного, например, на микросхеме 155 РЕ 3. Выходы 36 - 47 последнего соединены через триггер 48, логические элементы 2-2 ИИЛИ 49 - 51 и НЕ 52 - 57 и блок 58 буферных усилителей с управляющими входами силовых ключей 1 - 8 и 25 - 32 преобразователя, причем номера выходов блока 58 соответствуют номерами ключей, к которым они подключены.Диаграммы 59 - 76(фиг.З) представляют формы импульсов на выходах следующих элементов: 59 - задающего генератора 33;60 и 61 - на выходах элементов 49 и 55 (импульсы управления ключами 1 - 4 основного инвертора); 62 - 65 - на выходах элементов 50, 56, 51 и 57(импульсы управления ключами 5 - 8 вспомогательного инвертора); 66 и 67 - трансформаторов 9 и 10; 68 - 75 - на выходах 40 - 47 устройства 35 (импульсы управления ключами 25 - 32 преобразователя); 76 - преобразователя (форма выходного фазного напряжения Од),Преобразователь работает следующимобразом. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Задающий генератор 33 формирует последовательность импульсов 59 (фиг,З), которая поступает на вход двоичного счетчика 34 с коэффициентом пересчета, равным 27. С выхода счетчика 34 импульсы поступают на адресные входы программируемого постоянного запоминающего устройства 35, логические состояния выходов 36 - 47 которого в зависимости от кода адреса представлены в таблице (фиг.4). Выходы устройства 35 нагружены на входы блока 58 буферных усилителей, причем уровень логического "0" на его входе обеспечивает закрытое состояние силового ключа преобразователя, а уровень логической "1" - открытое. Полупериод выходного напряжения 76 преобразователя можно разделить на 27 равных интервалов, что соответствует 27 логическим состояниям устройства 35.На первом интервале с выхода 36 устройства 35 сигнал логической "1" устанавливает триггер 48 в логическое состояние "1", которое сохраняется в течение первого полупериода выходного напряжения преобразователя. Выходные сигналы триггера 48 управляют работой элементов 49 - 51, через которые проходят сигналы с выходов 37 - 39 на управляющие входы ключей 1 - 4 и 5 - 8 основного и вспомогательного инверторов, С выходов 37 - 39 сигналы логических "1" проходят через открытые элементы 49 - 51, усиливаются блоком 58 и отпирают ключи 1, 4, 5 и 7 основного и вспомогательного инверторов, Сигналы логических "1" с выходов элементов 49 - 51 инвертируются элементами 55 - 57 и запирают ключи 2, 3, 6 и 8 инверторов. С выходов 41 и 47 устройства 35 сигналы логических "1" усиливаются блоком 58 и отпирают ключи 26 и 32. Остальные ключи переменного тока заперты сигналами логических "0" с соответствующего выхода устройства 35, Формирование импульсов управления силовыми ключами на следующих интервалах происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 59 - 76 (фиг,З) и таблицей истинности устройства 35 (фиг.4). В результате работы инверторов на обмотках трансформаторов 9 и 10 формируются напряжения 66 и 67 (фиг.З), а на фазе нагрузки, соединенной звездой, - 13-ступенчатое напряжение 76. Амплитуды ступеней с первой по тринадцатую последнего равны 2 О 4 О 6 О 80 11 О 12 О 13 О 140 3333 3333 15 О 16 О 17 О 180 19 О3 3 3 3 3 гдеонап жение на вторичных обмотках 19 - 24 вспомогательного трансформатора 10, При этом напряжения на секциях 11, 15, 14 и 18 основного трансформатора 9 равны 2 О, насекциях 12, 13, 16 и 17 - 3 О, т.е, числа витков секций каждой вторичной полуобмотки основного трансформатора относятся между собой как 2:3:3:2. При другом произвольном числе промежуточных отводов вторичной обмотки основного трансформатора числа витков крайних и любой из внутренних секций ее каждой половины и число витков любой вторичной обмотки вспомогательного трансформатора должны относиться между собой как 2:3:1.На первом интервале замыкаются ключи 1, 4, 5, 7, 26 и 32 (диаграммы 60, 62, 64, 69 и 75, фиг,З). При этом напряжение на вторичных обмотках вспомогательного трансформатора равно нулю и через замкнутый ключ 26 к выходным выводам А и В преобразователя прикладывается сумма напряжений секций 16 и 15 основного трансформатора 9, равная 5 О, К выводам В и С через ключ 32 прикладывается сумма напряжений секций 15 - 18, равная (-10 О), а к выводам С и А через ключи 32 и 26 - сумма напряжений секций 18 и 17, равная 5 О При этом фазные напряжения нагрузки, соединенной звездой, соответственно равныОд = Одв - Осд 50 - 50 3 3- 0; Ос -(Од+ О в)=50: Овс -Одв - 100 - 50 3 3 т.е. формируются нулевая, девятая отрицательная и девятая положительная ступени фазных напряжений Од, Ов и Ос.На втором интервале появляется напряжение на обмотках 19 - 24 вспомогательного трансформатора 10, замыкаются ключи 1, 4, 5, 8, 26 и 32, Через ключ 26 к выводам А и В прикладывается сумма напряжений обмотки 22 и секций 15 и 16, равная 6 О, к выводам В и С через ключ 32 вновь приложена сумма напряжений секций 15 - 18, равная (-10 О), к выводам С и А через ключи 32 и 26- алгебраическая сумма напряжений секций 18 и 17 и обмотки 22, равная 4 О. Фазные напряжения становятся равными, т,е. формируются первая160 140положительная, десятая отрицательная и восьмая положительная ступени фазных на пряжений. На следующих интервалах работа преобразователя происходит аналогично описанному в соответствии с диаграммами 59 - 76 (фиг.З) и таблицей истинности устройства 35 (фиг.4).10 Подключение любой ветви схемы с помощью управляемых ключей с двухсторонней проводимостью обеспечивает воэможность прохождения тока в двух направлениях и постоянство разности потен циалов фаз в течение каждого интервала.Это обусловливает работоспособность преобразователя при любом коэффициенте мощности нагрузки с неизменной формой кривой выходного напряжения.20 Предлагаемый преобразователь посравнению с прототипом имеет более близкую к синусоиде форму кривой выходного напряжения: 13 ступеней в полупериоде вместо 9 ступеней,25Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное напряже ние по авт,св. М 1552320, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник, каждая половина вторичной обмотки основного трансформа тора содержит М введенных дополнительных промежуточных отводов, где М - целое число, которые через дополнительно введенные вторичные обмотки вспомогательного трансформатора и введенные ключи 40 переменного тока подключены к тем же выходным выводам преобразователя, что и основные промежуточные отводы данной половины вторичной обмотки, а число витков каждой иэ крайних, каждой из внутрен них секций каждой половины вторичнойобмотки основного трансформатора и число витков каждой из вторичных обмоток вспомогательного трансформатора отнесены между собой как 2:3:1.